Paprastas kompiuteris, kuriame skaičiavimai vyksta it sprigtelėjus į
domino kauliukų eilutę, bet sudėliotą
iš molekulių, sukurtas Kalifornijoje, kompanijos
IBM moksliniame centre. Taip turėtų atrodyti pats
mažiausias iš visų įmanomų kompiuterių.
Andreas Heinricho ir jo kolegų sukurtas kompiuteris yra gerokai
mažesnis už bet kurį dabar
egzistuojantį kompiuterinį lustą iš silicio.
"Jeigu komponentų tankis
šiandieniniuose lustuose padvigubėtų kas 2,5
metų, juos pavyktų suspausti iki tokio
dydžio tik po kokių 45 metų", sako
Heinrichas.
Jo kompiuteris nepanašus į
jokį įprastinio stalinio kompiuterio
lustą. Pradėsime nuo to, jog tai yra
mechaninis prietaisas, artimesnis Skirtuminei mašinai, kurią XIX a.
sukūrė Charles Babbage negu
dabartiniams elektroniniams kompiuteriams. Heinricho grupė išdėliojo anglies
monoksido molekules atomiškai lygiame vario paviršiuje. Vario atomai
medžiagoje yra labai tvarkingai išsidėstę -
uždėtos ant jų anglies monoksido
molekulės gražiai sukrinta į tarpus tarp
atskirų vario atomų.
Tačiau Heinricho grupė
pastebėjo, jog užkabinus anglies
monoksido molekules plonyčiu skenuojančio
tunelinio mikroskopo adatos galiuku, jos persiverčia iš vienos padėties į
kitą. Dar daugiau, jie pastebėjo, kad
jeigu bus stumtelėta viena iš trijų
trikampį sudarančių molekulių, ji sudarys
naują trikampį su dviem kitomis
molekulėmis, priversdama kitą molekulę
šoktelėti iš savo vietos, ir taip toliau.
Gausime tokią pat virstančių
molekulių grandinėlę, kokią matome,
pajudinus iš domino kauliukų sudėliotą eilutę.
Heinrichas suvokė, kad tokios molekulių kaskados galėtų būti
naudojamos kaip logikos užtūros, atliekančios skaičiavimus
kompiuteriuose. Pavyzdžiui, jis pagamino AND
komponentą, kuris išvestyje duoda 1 tik
tada, jeigu į abi įvestis patenka po 1.
Jeigu abi įvesties molekulės yra
perstumiamos per vieną poziciją - tai
ekvivalentiška dviem būsenoms "1" -
trečioji molekulė irgi šoktelės pirmyn,
išvestyje irgi duodama "1" (žr. pav.).
Sudėtingiausiame grupės prietaise yra 500 molekulių, iš kurių sudėlioti
AND ir OR komponentai - svarbiausiosios universalaus kompiuterio
sudėtinės dalys.
1 pav. Molekulinė AND sklendė. Kaip molekulių kaskadai apdoroja duomenis.
Heinricho kompiuteris ženklina ribą, ties kuria sustos tolesnė
miniatiūrizacija. Tačiau paversti
molekulių kaskadas kompiuteriu nebus taip
parasta. Greta brangaus ir gremėzdiško mikroskopo, kuris įjungtų
kiekvieną skaičiavimą ir perskaitytų gautąjį
rezultatą, dar prireiks kaskart
sugrąžinti visas molekules į pradines
pozicijas. Be to, visa tai veiktų tiktai
idealiame vakuume ir -260 oC temperatūroje.
Paprastas kompiuteris, kuriame skaičiavimai vyksta it sprigtelėjus į
domino kauliukų eilutę, bet sudėliotą
iš molekulių, sukurtas Kalifornijoje, kompanijos
IBM moksliniame centre. Taip turėtų atrodyti pats
mažiausias iš visų įmanomų kompiuterių.
Andreas Heinricho ir jo kolegų sukurtas kompiuteris yra gerokai
mažesnis už bet kurį dabar
egzistuojantį kompiuterinį lustą iš silicio.
"Jeigu komponentų tankis
šiandieniniuose lustuose padvigubėtų kas 2,5
metų, juos pavyktų suspausti iki tokio
dydžio tik po kokių 45 metų", sako
Heinrichas.
Jo kompiuteris nepanašus į
jokį įprastinio stalinio kompiuterio
lustą. Pradėsime nuo to, jog tai yra
mechaninis prietaisas, artimesnis Skirtuminei mašinai, kurią XIX a.
sukūrė Charles Babbage negu
dabartiniams elektroniniams kompiuteriams. Heinricho grupė išdėliojo anglies
monoksido molekules atomiškai lygiame vario paviršiuje. Vario atomai
medžiagoje yra labai tvarkingai išsidėstę -
uždėtos ant jų anglies monoksido
molekulės gražiai sukrinta į tarpus tarp
atskirų vario atomų.
2 pav. Pirmasis kompiuteris buvo mechaninis, galbūt paskutnis irgi bus toks pat.
Tačiau Heinricho grupė
pastebėjo, jog užkabinus anglies
monoksido molekules plonyčiu skenuojančio
tunelinio mikroskopo adatos galiuku, jos persiverčia iš vienos padėties į
kitą. Dar daugiau, jie pastebėjo, kad
jeigu bus stumtelėta viena iš trijų
trikampį sudarančių molekulių, ji sudarys
naują trikampį su dviem kitomis
molekulėmis, priversdama kitą molekulę
šoktelėti iš savo vietos, ir taip toliau.
Gausime tokią pat virstančių
molekulių grandinėlę, kokią matome,
pajudinus iš domino kauliukų sudėliotą eilutę.
Heinrichas suvokė, kad tokios molekulių kaskados galėtų būti
naudojamos kaip logikos užtūros, atliekančios skaičiavimus
kompiuteriuose. Pavyzdžiui, jis pagamino AND
komponentą, kuris išvestyje duoda 1 tik
tada, jeigu į abi įvestis patenka po 1.
Jeigu abi įvesties molekulės yra
perstumiamos per vieną poziciją - tai
ekvivalentiška dviem būsenoms "1" -
trečioji molekulė irgi šoktelės pirmyn,
išvestyje irgi duodama "1" (žr. pav.).
Sudėtingiausiame grupės prietaise yra 500 molekulių, iš kurių sudėlioti
AND ir OR komponentai - svarbiausiosios universalaus kompiuterio
sudėtinės dalys.
Heinricho kompiuteris ženklina ribą, ties kuria sustos tolesnė
miniatiūrizacija. Tačiau paversti
molekulių kaskadas kompiuteriu nebus taip
parasta. Greta brangaus ir gremėzdiško mikroskopo, kuris įjungtų
kiekvieną skaičiavimą ir perskaitytų gautąjį
rezultatą, dar prireiks kaskart
sugrąžinti visas molekules į pradines
pozicijas. Be to, visa tai veiktų tiktai
idealiame vakuume ir -260 oC temperatūroje.