Введение 3

1. Квантовые компьютеры 5

1.1 Путь развития науки 7

1.2 Поиск физического смысла, правильной интерпретации - двигатель прогресса 11

1.3 Квантовый компьютер помогает понять квантовую теорию 19

1.4 Трудности с квантовым компьютером 25

1.5 Выводы 33

2. Молекулярные компьютеры 36

2.1 Перспективы молекулярных компьютеров 38

2.2 Архитектура молекулярного компьютера 41

2.3 Молекулярный переключатель 42

2.4 Молекулярная память 44

2.5 Молекулярные проводники 48

3. Биокомпьютеры 56

3.1 Биочипы как пример индустриальной биологии 58

Выводы 67

Список литературы 69

Будущее может быть разным, и путей к нему тоже много, но ни то, ни другое предсказать невозможно. И все же кое-какие широкие штрихи набросать можно, причем в большинстве сценариев прогресс приводит к изменению способа нашего общения, объема информации, с которой нам придется иметь дело, и, возможно, даже наших природных способностей.

Технология микропроцессоров уже приближается к фундаментальным ограничениям. Следуя закону Мура, к 2010-2020 годам размеры транзистора должны уменьшиться до четырех-пяти атомов. Рассматриваются многие альтернативы, но, если они не будут реализованы в массовом производстве, закон Мура перестанет работать. Этот закон (вернее, прогноз соучредителя Intel Гордона Мура) гласит, что плотность транзисторов в микросхеме удваивается каждые полтора года, и все последние 20 лет он выполнялся. Если в начале нового столетия рост производительности микропроцессоров

прекратится, в вычислительной технике наступит стагнация. Но возможно, что вместо этого произойдет технологический скачок с тысячекратным увеличением мощности компьютеров.

К технологиям, способным экспоненциально увеличивать обрабатывающую мощность компьютеров, следует отнести молекулярные или атомные технологии; ДНК и другие биологические материалы; трехмерные технологии; технологии, основанные на фотонах вместо электронов, и, наконец, квантовые технологии, в которых используются элементарные частицы. Если на каком-нибудь из этих направлений удастся добиться успеха, то компьютеры могут стать вездесущими. А если таких успешных направлений будет несколько, то они распределятся по разным нишам. Например, квантовые компьютеры будут специализироваться на шифровании и поиске в крупных массивах данных, молекулярные - на управлении производственными процессами и микромашинах, а оптические - на средствах связи.

Возможности современного производства пока не позволяют наладить недорогое массовое изготовление подобных устройств. Однако многие ученые уверены в том, что решение будет найдено. Например, эффективность "генетических чипов" удалось повысить (а стоимость - понизить) благодаря использованию других чипов, содержащих почти полмиллиона маленьких зеркал, - первоначально они предназначались для оптических систем связи. Цифровая микрозеркальная схема от Texas Instruments применялась даже для демонстрации последней серии фильма "Звездные войны".

В наступающем веке вычислительная техника сольется не только со средствами связи и машиностроением, но и с биологическими процессами, что откроет такие возможности, как создание искусственных имплантантов, интеллектуальных тканей, разумных машин, "живых" компьютеров и человеко-машинных гибридов. Если закон Мура проработает еще 20 лет, уже в 2020 году компьютеры достигнут обрабатывающей мощности человеческого мозга - 20 000 000 миллиардов операций в секунду. А к 2060 году компьютер сравняется по силе разума со всем человечеством. Одной вероятности подобной перспективы достаточно, чтобы отбросить любые опасения по поводу применения био- и генной инженерии для расширения способностей человека.

Однако для этого вычислительная техника будущего столетия должна вобрать в себя некоторые новейшие технологии. И они уже существуют - пока лишь в научных лабораториях.

"Я не верю в научную фантастику типа "Звездного пути", где через 400

лет люди остаются прежними, - сказал астрофизик Стивен Хокинг, выступая в прошлом году в Белом доме. - По-моему, человеческая раса и сложность ее ДНК очень скоро начнут меняться".

1. http://www.computerra.ru/ - Компьютерная газета

2. http://www.in4business.ru/ - интернет издание бизнес-индустриии.

3. http://www.interface.ru/ - издание об интернете и программах.

4. http://www.kv.by/ - Компьютерные вести.

5. http://wsyachina.narod.ru/technology/index.html - статья доктора химических наук В. И. Минкина

6. http://zen.ru - Научно-популярная библиотечка им. Монаха Мун-дака

7. http://pcterra.org/ - всё о компьютерах

8. http://valhalla.ulver.com/ - компьютерный форум

9. http://ru.wikipedia.org - свободная инциклопедия

10. http://www.popmech.ru/ - Популярная механика

11. http://www.osp.ru/ - Мздательство "Открытые системы"

12. И.Лакатос "Фальсификация и методология научно-исследовательских программ"

13. А.Эйнштейн "Физика и реальность", М.: Наука, 1965, с.57

14. А.Эйнштейн "Мотивы научного исследования", Собр. науч.тр., т.4, М.: Наука, 1967, с.40

15. П.А.М. Дирак "К созданию квантовой теории поля", М.:Наука, 1990, с.249

16. П. Девис "Суперсила", гл.3

17. А. Эйнштейн, Собр. науч.тр., т.3, М.: Наука, 1966, с.624

18. В.В. Белокуров, О.Д. Тимофеевская, О.А. Хрусталев "Квантовая телепортация - обыкновенное чудо", Ижевск, 2000

19. А.Эйнштейн, Б. Подольский, Н. Розен // А. Эйнштейн. Собр. науч. тр., т. 3, с. 604.

20. В.А. Фок, Успехи физических наук 1936, т.16, вып.4

21. П.А.М.Дирак "Принципы квантовой механики", Москва, 1979

22. И. фон Нейман "Математические основы квантовой механики", М., 1964

23. S. Kochen, E. P. Specker, Journ. of Mathematics and Mechanics, v. 17, p. 59.,1967

24. Р. Фейнман "Моделирование физики на компьютерах" // Квантовый компьютер и квантовые вычисления, т. II, Ижевск, 1999, с. 96.

25. К. Поппер "Квантовая теория и раскол в физике"

26. R. Landauer, Philos. Trans. R. Soc. London Ser. A, v. 353, p. 367, 1995

27. F. London, E.Bauer // Quantum Theory and Measurement, 1983

28. Э. Стин "Квантовые вычисления", Ижевск, 2000

29. Д. Дойч "Квантовая теория, принцип Чёрча-Тьюринга и универсальный квантовый компьютер" // Квантовый компьютер и квантовые вычисления, т. II, Ижевск, 1999, с. 157.

30. A.J. Menezes et. al., Handbook of applied cryptography, 1997

31. П. Шор // Квантовый компьютер и квантовые вычисления, т. II, Ижевск, 1999, с.200

32. A.R. Calderbank, P.W. Shor, Phys.Rev. A, v.54, p.1098, 1996

33. C. Monroe et. al., Phys.Rev.Lett., v.75, p.1714, 1995

34. Дж. Прескилл // "Квантовые вычисления: за и против", Ижевск, 1999, с.90

Примечаний нет.