РАЗНООБРАЗНЫЙ МИР КОМПЬЮТЕРОВ БУДУЩЕГО Подготовили: Презентация на тему: Фан Хань Чьунг Чан Хыу Фыонг Нгуен Хоанг Хиеп ( Студенты первой группы ПОИ ЛЭТИ. - презентация

1 РАЗНООБРАЗНЫЙ МИР КОМПЬЮТЕРОВ БУДУЩЕГО Подготовили: Презентация на тему: Фан Хань Чьунг Чан Хыу Фыонг Нгуен Хоанг Хиеп ( Студенты первой группы ПОИ ЛЭТИ )

2 Содержание Молекулярные компьютеры Молекулярные компьютеры Биокомпьютеры Биокомпьютеры Оптические компьютеры Оптические компьютеры Квантовые компьютеры Квантовые компьютеры В своём докладе мы хотим рассмотреть несколько видов компьютеров будущего:

3 Раздел 1.1 Молекулярные компьютеры Недавно компания Hewlett-Packard объявила о первых успехах в изготовлении компонентов, из которых могут быть построены мощные молекулярные компьютеры. Ученые из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) объявили о том, что им удалось заставить молекулы рот оксана переходить из одного состояния в другое. Другими словами, это означает создание молекулярного элемента памяти. Конфигурация компонентов будет создана электронным способом.

4 Раздел 1.2 Молекулярные компьютеры По оценкам ученых, подобный компьютер будет в 100 миллиардов раз экономичнее современных микропроцессоров, занимая во много раз меньше места.

5 Раздел 1.3 Молекулярные компьютеры Это первые опыты с молекулярными устройствами. Учёные ещё до конца не завершили свою работу в этом направлении, но многие верят, что массовое производство молекулярного компьютера может начаться к 2017 году.

6 Рис.2.1. Типичная структура нейрона Раздел 2.1 Биокомпьютеры * Применение в вычислительной технике биологических материалов позволит со временем уменьшить компьютеры до размеров нашей клетки. По существу, наши собственные клетки - это не что иное, как биомашины молекулярного размера, а примером биокомпьютера, конечно, служит наш мозг. Вероятно, биологические компьютеры, состоящие из нейроподобных элементов, в отличие от кремниевых устройств, смогут искать нужные решения посредством самопрограммирования.

7 Раздел 2.2 Биокомпьютеры Первый биологический компьютер был создан в 1994 г. Учёные использовали ДНК в качестве носителя информации Основные направления в создании био компьютеров: Автоволновые на белковой пленке Автоволновые на белковой пленке Нейронные Нейронные Клеточные Клеточные На основе ДНК На основе ДНК Рис.2.2. Архитектура биокомпьютера.

8 Раздел 2.3 Биокомпьютеры А в 2001 г. Ихуд Шапиро из Вейцмановского института естественных наук соорудил пластмассовую модель биологического компьютера высотой 30 см. Учёный заявил, что современные достижения в области сборки молекул разрешают создавать устройства клеточного размера, которые можно использовать для биомониторинга. Рис.2.3. ДНК-компьютер фирмы

9 Билл Дитто из Технологического института штата Джорджия провёл интересный эксперимент. Он соединил микродатчики с нейронами пиявок. Он обнаружил, что в зависимости от входного сигнала нейроны образуют новые взаимосвязи. Дитто решил использовать результаты своей работы для создания мозга роботов будущего. Раздел 2.4 Биокомпьютеры

10 Раздел 3.1 Оптические компьютеры

11 Целиком оптические компьютеры появятся через десятилетия, но работа в этом направлении идет сразу на нескольких фронтах. Например, учёные из университета Торонто создали молекулы жидких кристаллов, управляющие светом в фотонном кристалле на базе кремния. Они считают возможным создание оптических ключей и проводников, способных выполнять все функции электронных компьютеров. Раздел 3.2 Оптические компьютеры Внешний вид оптического процессора

12 По сравнению с тем, что обещают молекулярные или биологические компьютеры, оптические компьютеры могут показаться не столь впечатляющими. Но оптоволокно стало предпочтительным материалом для широкополосной связи. Компьютерные операции можно упростить, если заменить электронные компоненты на оптические. Раздел 3.3 Оптические компьютеры оптические процессоры

13 Раздел 4.1 Квантовые компьютеры Квантовый компьютер будет состоять из компонентов субатомного размера и работать по принципам квантовой механики. Квантовый мир - очень странное место, в котором объекты могут занимать два разных положения одновременно. Но именно эта странность и открывает новые возможности. Теоретики утверждают, что компьютер, построенный на принципах квантовой механики, будет давать точные ответы, исключая возможность ошибки. Квантовый чип ORION

14 Раздел 4.2 Квантовые компьютеры Например, один квантовый бит может принимать несколько значений одновременно, то есть находиться сразу в состояниях «включено» и «выключено». 32 таких бита могут образовать более 4 миллиардов комбинаций. Это яркий пример массово-параллельного компьютера. Но чтобы биты работали в квантовом устройстве, они должны взаимодействовать между собой. Пока учёные смогли соединить друг с другом только три электрона. Регистр из трех битов может хранить только 3 бита информации (например, 101) Регистр из трех кубитов хранит вследствие квантовой запутанности кубитов все восемь возможных состояний трех ячеек:

15 Раздел 4.3 Квантовые компьютеры Трудно сказать, насколько близко мы подошли к действующему квантовому компьютеру. Прежде всего учёным необходимо создать элементы проводников, памяти и логики. Кроме того, эти простые элементы нужно заставить взаимодействовать друг с другом. По оценкам учёных, прототипы таких компьютеров могут появиться уже очень скоро, а в 2020 г. должно начаться их массовое производство.

16