И ее перспективы

Оценка состояния современной информатики

Лекция 12. Перспективы квантовой информатики.

Информатика – наука о методах обработки информации – является быстроразвивающейся областью человеческой деятельности. Понятие информации тесно связано с физическим понятием энтропии [44]. Она не существует вне физики, т.е. реального мира. В информационных системах ее носители – физические тела, с состоянием которых связываются информационные понятия и символы; с эволюцией состояний физических тел связываются процессы обработки информации.

При анализе информационных систем полезно выделить булевы функции минимальной сложности, с помощью которых можно построить систему любой сложности. Известно [45], что классические двоичные системы можно построить из единственного элемента НЕ-И, имеющего два входа x;y{0;1} и один выход f(x;y), принимающий значение f(x;y)=1, если x=y=0, и f(x;y)=0 во всех остальных случаях (рис. 12.1). Поэтому элементной

Рис.12.1.

базой нынешних информационных систем могут служить любые физические системы в виде реле, имеющие два устойчивых состояния и способные совершать переходы между ними под воздействием внешних сигналов. Сюда относятся электронные лампы, транзисторы, микросхемы, лазеры и т.п.

Тенденцией развития элементной базы информационных систем является непрерывное уменьшение размеров элементов этих систем. Сейчас минимальные размеры таких элементов ~ 0,1 мкм – это ~ 500 атомных размеров. Размеры меньше 0,1 мкм достигаются в рамках современных нанотехнологий. Согласно [46], тенденции уменьшения размеров элементов информационных систем таковы, что атомные размеры (~ м) в твердотельных технологиях будут достигнуты примерно через 10-20 лет. Не переоценивая точности этого прогноза, можно быть уверенным, что уровень технологии атомных размеров будет достигнут, и такая технология позволит изготавливать микросхемы, работающие на принципах квантовой механики.

Дата добавления: 2014-01-05