Тенденції розвитку комп’ютерів

Квантові комп'ютери

Квантовий комп'ютер буде складатися з компонентів субатомного розміру і працювати по принципах квантової механіки. Квантовий світ - дуже дивне місце, у якому об'єкти можуть займати два різних положення одночасно. Але саме ця здатність і відкриває нові можливості.

Наприклад, один квантовий біт може приймати кілька значень одночасно, тобто знаходитися відразу в станах "включено", "виключено" і в перехідному стані. 32 таких біта, названих q-бітами, можуть утворити понад 4 млрд комбінацій - от можливий приклад массово-паралельного комп'ютера. Однак, щоб q-біти працювали в квантовому пристрої, вони повинні взаємодіяти між собою. Поки вченим удалося зв'язати один з одним тільки три електрони.

Уже є кілька діючих квантових компонентів - як запам'ятовуючих, так і логічних. Теоретично квантові комп'ютери можуть складатися з атомів, молекул, атомних чи часток "псевдоатомів". Останній являє собою чотири квантових осередки на кремнієвій підкладці, що утворюють квадрат, причому в кожнім такому осередку може знаходитися по електроні. Коли присутні два електрони, сили відштовхування змушують їх розміщатися по діагоналі. Одна діагональ відповідає логічному "1", а друга - "0". Ряд таких осередків може служити провідником електронів, тому що нові електрони будуть виштовхувати попередні в сусідні осередки. Комп'ютеру, побудованому з таких елементів, не буде потрібна безупинна подача енергії. Один раз занесені в нього електрони більше не залишать систему.

Теоретики затверджують, що комп'ютер, побудований на принципах квантової механіки, буде давати точні відповіді, без можливості помилки. Тому, що в основі квантових обчислень, лежать закони ймовірності, кожен q-біт насправді являє собою і "1", і "0" з різним ступенем ймовірності. У результаті дії цих законів менш ймовірні (неправильні) значення практично виключаються.

Наскільки близько ми підійшли до діючого квантового комп'ютера? Насамперед, необхідно створити елементи провідників, пам'яті і логіки. Крім того, ці прості елементи потрібно змусити взаємодіяти один з одним. Нарешті, потрібно вмонтувати вузли в повноцінні функціональні чіпи і навчитися тиражувати їх. По оцінкам учених, прототипи таких комп'ютерів можуть з'явитися вже в 2005 році, а в 2010-2020 роках повинне початися їх масове виробництво.

Термін "квантовий стрибок" означає, що в квантовому світі зміни відбуваються стрибками. Схоже, що десь близько 2020 року, якщо не раніше, подібний стрибок відбудеться й в обчислювальній техніці: на той час ми перейдемо від традиційних кремнієвих напівпровідників до більш вдосконалених технологій.

Результатом стануть набагато більш компактні, швидкодіючі і дешеві комп'ютери. З'явиться можливість наділяти будь-які промислові продукти визначеними інтелектуальними і комунікаційними здібностями. Банка кока-коли поміщена в холодильник, насправді буде самореєструватися в його мережі; предмети - автоматично упорядковуватися. щомиті Кожна людина буде щомиті користуватися Мережею, хоча за більшістю звертань до неї, будуть стежити спеціальні пристрої, автоматично відповідаючи на виклики, чи переадресовуючи їх у службу передачі повідомлень.

До 2030 року може початися поширення вживленних пристроїв із прямим доступом до нейронів. Ближче до середини сторіччя, у світі киберпросторі будуть панувати мікро- і нанопристрої (інтелектуальний пил). На той час Інтернет буде являти собою відображення усього реального світу. Уявіть собі світ, обкутаний беспровідниковою мережею даних, по якій подорожують величезні обсяги інформації. Тоді такі фантастичні і містичні явища, як телепатія і телекінез, стануть самим простим проявом Всесвітньої мережі. Грубо говорячи, телепатія буде виглядати як сгенерована вашими нейронами інформація, подорожуючи в пакетах до інших нейронів для розшифровки. Майже як протокол TCP/ІP сьогодні. А телекінез (пересування думкою фізичних об'єктів) будуть робити нанопристрої, активовані вашою уявною командою. Найпростіші пристрої, що реагують на уявні команди, існують вже і сьогодні. Хоча на той час вам навряд чи захочеться пересувати реальні об'єкти, якщо можливо буде просто перемістити їхні цифрові копії. Без шоломів віртуальної реальності можна буде зробити повноцінний круїз у будь-який куточок земної кулі, не залишаючи своєї квартири. Думкою можна буде викликати цифрову проекцію будь-якого місця, причому події в ньому будуть відображатися в реальному часі. Чи навпаки, спроектувати себе, у будь-яку точку нашої планети. Таким чином, грань між кібер- і реальним простором зникне.

На біологічному фронті, дослідження в області клітки наближають можливість заміни тканин чи органів, включаючи нейрони, що раніше вважалися незамінними. Більш того, клітки і тканини можна буде наділяти здібностями обробки і передачі даних. Подібний контроль над живими процесами дає надію на збільшення тривалості життя: учені не бачать принципових перешкод до того, щоб люди жили по кілька сотень років.

До кінця 21-го століття, завдяки досягненням генної інженерії в сполученні з біоінженерними тканинами і імплантантами, люди стануть зовсім не схожими на сучасних. Поки не ясно, який відсоток населення побажає взяти участь у подібних удосконаленнях, але ті що відмовилися, ризикують залишитися сторонніми спостерігачами, стежачи з узбіччя за тим, як люди, розвиті биоінженерними методами, гігантськими кроками прямують вперед рука об руку з розумними машинами. Можна собі уявити, як у якийсь момент людство розділиться на два табори, будуть соціальні хвилювання, але прогрес не зупинити. Якщо все це буде відбуватися, як прогнозується, у 2050-х роках, то, як ви думаєте, хто буде самою консервативною частиною суспільства? Правильно - нинішня молодь, щоправда, на той час небагато старша. Приблизно, як зараз бабусі і дідусі недовірливо косяться на комп'ютери, так само майбутнє старше покоління буде недовірливо дивитися на своїх дітей, що одержують біологічні імплантанти при народженні і які зможуть спілкуватися не відкриваючи рота.

Звичайно, заглянути вперед більше ніж на кілька років можна лише чисто умовно, хоча в тім що до другої половини цього століття обробна потужність комп'ютерів перевищить інтелектуальні здібності людини, можна не сумніватися. Цілком імовірно, що на той час почнеться і колонізація Сонячної системи. А до 22-го століття і люди, і комп'ютери широко поширяться по її планетах і почнуть готуватися до освоєння найближчих зоряних систем.

Поки здоровий глузд не пристосувався до мінливого світу квантової механіки, це майбутнє здається далеким такому знайомому сучасному світу. Подорож у часі може завести й у рай, і в пекло, але у всякому разі нудним його не назвеш.

Дата добавления: 2014-11-29