Перспективы развития информационных технологий (ДНК-компьютеры, нанокомпьютеры, искусственные нейросети, квантовые компьютеры, «Компьютер Земля») И. В. Артюхов

Эмпирические экспоненциальные законы развития Закон Мура (1965) – удвоение числа транзисторов на схеме каждые 2 года Закон Хауса (1975) – удвоение производительности каждые 18 мес. Закон Гилдера (1994) – утроение совокупной пропускной способности сетей каждый год …

Закон Мура

Анонсированные достижения Транзисторов в одном процессоре (4-ядерный Intel Penrin) Более 800 млн. Память на одной микросхеме (Samsung, Toshiba) Гигабита Емкость жёсткого магнитного диска (Hitachi) Терабайта Передача данных (срок не назван) 160 Гигабит/сек

Времена удвоения

Экспоненциальные законы и Сингулярность

Архитектура Фон-Ноймана

«Компьютер в клетке»

Реакция клетки на оксидативный стресс

Регуляция гена Р53

Регуляция цикла клеточного деления

ДНК – вычисления (Компьютер Адлемана)

Наномеханический компьютер (регистры)

Наномеханический компьютер (логический элемент «ИЛИ»)

Транзистор на углеродной нанотрубке

Нанотранзистор на вертикальной УНТ

MWNT Interconnects ? CNT advantages: (1)Small diameter (2)High aspect ratio (3)Highly conductive along the axis (4)High mechanical strength Question: How to do this ?

Bottom-up Approach for CNT Interconnects TEOS CVD Catalyst Patterning SiO 2 /Si Metal Deposition Plasma CVD CMP Top Metal Layer Deposition J. Li, Q. Ye, A. Cassell, H. T. Ng, R. Stevens, J. Han, M. Meyyappan, Appl. Phys. Lett., 82(15), 2491 (2003) Ti, Mo, Cr, Pt Ni At ~ 400 to 800° C

Транзистор на разветвляющейся нанаотрубке

Элемент памяти на УНТ (разработка MIT)

Транзистор на одной молекуле (Columbia University)

Графен

Дефекты в графене

Нейроны в коре головного мозга

Нейроны на микроэлектродах

Нейрон на подложке из нанотрубок

Система уравнений Ходжкина-Хаксли

Сеть из искусственных нейронов

Neural tree with 14 symmetric Y-junctions Branching and switching of signals at each junction similar to what happens in biological neural network Neural tree can be trained to perform complex switching and computing functions Not restricted to only electronic signals; possible to use acoustic, chemical or thermal signals

Квантовый процессор «Орион» фирмы D-Wave

Структура сети Интернет