Кремниевые микропроцессоры - были основой вычислительного мира больше 40 лет. В 1965 основатель корпорации Intel Гордон Мур предсказал, что микропроцессоры будут удваиваться в сложности каждые два года. С тех пор число электронных устройств встроенных в микропроцессор, удавалось каждые 18 месяцев, и прогноз стал известным как Закон Гордона Мура. Многие предсказывают, что Закон Гордона Мура скоро достигнет своего конца из-за физических ограничений кремниевых микропроцессоров.
Экстремальная ультрафиолетовая литография - будущее производства компьютерных микросхем. Сегодняшний процесс, используемый чтобы упаковать большое количество транзисторов на микросхему, называют глубокой ультрафиолетовой литографией (DUVL), который является схожим с проявкой фотографии, а именно фокусирует свет через линзы, чтобы вырезать образцы схемы на кремниевых пластинах. В то время как новые технологии производства расширили полезную продолжительность жизни процесса DUVL. Крупные производители микросхем вынуждены использовать новые методы изготовления процессоров, чтобы не отставать от Закона Гордона Мура и многие из них уже смотрят на экстремально-ультрафиолетовую литографию (EUVL) как способ расширить жизнь кремния, по крайней мере, до конца десятилетия. EUVL использует зеркала вместо линз, чтобы фокусировать свет, который благодаря зеркалам делающих его волны более короткими, сосредотачиваться на кремниевой пластине более точно.
Так же, кроме EUVL исследователи смотрели на альтернативы традиционному изготовлению микропроцессоров. Две из более интересных появляющихся технологий это компьютеры DNA и квантовые компьютеры.
У компьютеров DNA (ДНК) (Основа ДНК-вычислений – построение парадигмы вычислений, новых моделей, новых алгоритмов на основе знаний о строении и функциях молекулы ДНК и операций, которые выполняются в живых клетках над молекулами ДНК при помощи различных ферментов) есть хороший потенциал, чтобы стать на замену сегодняшних процессоров прерывая Закон Гордона Мура. У таких компьютеров существует ряд преимуществ в отлитии от кремния:
- Пока есть организмы, будет и предоставление DNA (ДНК).
- Большое разнообразие DNA (ДНК) делает его дешевым ресурсом.
- В отличие от традиционных микропроцессоров, которые сделаны, используя ядовитые материалы, биочипы DNA (ДНК) могут быть сделаны чисто и экологично.
- Компьютеры DNA много раз меньшего размера, чем сегодняшние компьютеры.
Главное преимущество DNA - то, что это сделает компьютеры меньшего размера, чем любой компьютер на сегодняшний день, одновременно увеличивая емкости хранения информации. К примеру, у одного фунта (450 грамм) DNA (ДНК) имеется емкость для хранения информации намного больше, чем у всех электронно-вычислительных машин, когда-либо создаваемых человеком. Вычислительная мощность компьютера DNA (ДНК) размера слезинки, используя логические элементы DNA, будет намного мощней, чем самый мощный суперкомпьютер в мире на сегодняшний день. Больше чем 10 триллионов молекул ДНК могут вписаться в область, не больше чем 1 кубический сантиметр. С этим небольшим количеством DNA компьютер был бы в состоянии содержать 10 терабайт (Тбайт) данных и выполнить 10 триллионов вычислений за один раз.
В отличие от стандартных компьютеров, компьютеры DNA могут выполнять вычисления одновременно в отличии от стандартных компьютеров которые работают линейным способом, беря и выполняя задачи по одной. Параллельные вычисления позволят DNA решать сложные математические проблемы в течении часа, которые могли бы занять электрические компьютеры на сотни лет, чтобы завершиться.
Сегодняшние компьютеры работают, управляя битами, которые существуют в одном из двух состояний: 0 или 1. Компьютеры Quantum не ограничены двумя состояниями; они кодируют информацию квантовыми битами, или qubits. qubit может быть 1 или 0, или он может существовать в суперпозиции, которая является одновременно 1 и 0 или где-нибудь в промежуточном состоянии. Qubits представляют атомы, которые взаимодействуют между собой, чтобы служить памятью компьютера и микропроцессором. Поскольку квантовый компьютер может содержать эти многократные состояния одновременно, у него есть очень хороший потенциал, чтобы стать на замену сегодняшним мощным суперкомпьютерам. 30-qubit - ный квантовый компьютер равнялся бы вычислительной мощности стандартного компьютера, способного к достижению 10 teraops, или триллионов операций в секунду, что равняется вершине строки в суперкомпьютерах, а для квантовых компьютеров это самое начало.