Всем ясно, что кремниевая электроника всё же имеет пределы, связанные с молекулярной природой вещества. Несмотря на то, что несколько раз пределы применимости кремниевой технологии изготовления ИС отодвигались, ясно, что транзистор меньше 10 нм уже никак не сделаешь. Соответственно число транзисторов на кристалле тоже будет ограничено несколькими миллиардами. В связи с чем встаёт вопрос: а есть ли реальная альтернатива кремниевой технологии?

 

Сейчас очень популярны демагогические демарши в сторону т.н. "молекулярных" элементов, которые смогут ещё максимум на порядок уменьшить размер элементов, что приведёт к увеличению числа элементов на 2 порядка. Но, с другой стороны, кроме смих элементов нужна ещё и достаточно надёжная и дешёвая технология соединения колоссального (>10^10) числа этих элементов между собой. И с этим у молекулярных компютеров проблемы - как же это делать, если длина волны, сравнимая с характерным элементом такой схемы - жёсткий рентген? Химические компютеры не смогут плостью заменить цифровые, поскольку всё же они работают статистически.

 

Но почему-то складывается ощущение, что никто не замечает элементарного способа увеличения потенциального числа элементов на несколько порядков, связанного с переходом от планарных схем к объёмным. Так для создания квадратной планарной схемы с 10^9 элементов нужно иметь матрицу примерно 30 000 х 30 000 элемнтов, но если 10^9 элементов надо упаковать в куб с ребром 1 см, то на ребре куба нужно располагать уже всего 1000 элементов. То есть при одинаковом числе элементов в случае объёмной схемы эти элементы могут быть в 30 раз больше. При размере кремниевого эл-та около 0.1 мк эквивалентный объёмный элемент будет уже около 3 мк, что уже в несколько раз больше длины волны видимого света.

 

Встаёт вопрос: а как делать объёмные структуры огромной сложности? Есть гипотеза, как это можно сделать: объёмная голографическая фотолитография в прозрачной среде. То есть принцип тот же, но уже в объёме. Заметим, что кремний в принципе не прозрачен, поэтому он и остальные полупровода не подходят. Что может работать в прозрачной среде? Оптика! Если подобрать хорошую нелинейную оптическую среду, нучиться делать в ней световоды (в объёме), а также участки с задаными нелинейными свойствами, то решатся следующие основные проблемы:

1) огромное число элементов (>10^9)

2) разумный размер всей схемы (~1 см)

3) литографический метод создания, что создаёт предпосылки для потенциальной дешивизны изготовления.

 

Очень разумным видится для кодирования 1-0 в оптических схемах использовать не "есть свет" - "нет света", а поляризацию (вертикальная - горизонтальная), поскольку автоматически решается задача инвертора (операции "не") - это просто поворот плоскости поляризации на 90 град.

 

Основной вопрос - как сделать плоскость поляризации устойчивой в волноводе? Ведь если она случаянно окажется чуть-чуть повёрнутой, и плоскость поляризации неустойчива в основных направлениях, то ничего работать не будет. Второй основной вопрос, вообще говоря, связанный с первым: а как сделать хоть один другой элемент "и" , "или"?

Здесь без нелинейных эффектов не обойтись. Какие есть варианты?

 

1) вариант использования каких-то квантовых свойств. Он предполагает переизлучение поглащённого кванта света в строго определённой плоскости поляризации. Этот вариант кажется не очень хорошим, поскольку переизлученный фотон может иметь другую длину волны.

 

2) электрооптические эффекты. По-моему это называется эффектом Фарадея - поворот плоскости поляризации в магнитном поле. Если излучение определённой поляризации сможет вызывать ток в нужном направлении, то этот ток может поворачивать плоскость поляризации другого пучка света.

 

Вот такие дела...

 

Ну, и на последок вкусность. Если бы можно было оптический процессор эксплуатировать одновременно на нескольких разных длинах волн (только чтобы они не интерферировали между собой!) то эффективно добавилась бы ещё одна размерность :drug:

Правда в ИАиЭ мне сказали, что это невозможно... Но хочется!

 

Если кому интересно, то можно пообсуждать.

Только ради бога - не флеймить в этом топике! Вопросы-то серьёзные.

В принципе очень хотелось бы почитать конструктивную реакцию на вышепредложенное Миши Степанова (Misha). Он мега-теоретик, мож чего и присоветует.

Не хочу маятся с цитированием... Но кое что скажу...

Текст с знаком в начале строчки - текст Puma.

 

Всем ясно, что кремниевая электроника всё же имеет пределы, связанные с молекулярной природой вещества. Несмотря на то, что несколько раз пределы применимости кремниевой технологии изготовления ИС отодвигались, ясно, что транзистор меньше 10 нм уже никак не сделаешь.

 

Ну, прогресс идет вперед. В принципе, мы уже успешно оперируем с наноструктурами порядка 2-3 нм. Успешно изучаются свойства локализованных электронных волновых функций, а также фононов. К слову - эти свойства очень сильно отличаются от свойств фононов и электронов и объемной среде.

Периодические нанструктуры - сверхрешетки (superlattices), не знаю, как по-русски - MQW - multi quantum well - примерно то же самое, quantum dots - квантовые точки, успешно используются для создания фотоприемников в ИК области, создания лазеров с хорошими характеристиками, и т.д. Предел мечатаний ыизик - Квантовы Компьютер, который, правда, далек еще от своего конечного воплощения.

 

Скажу, что то ли читал, то ли слышал о транзисторе ну очень маленьких размеров - порядка нескольких нанометров. По-моему, если не изменяет память, что-то там было об одноэлектронном транспорте.

Соответственно число транзисторов на кристалле тоже будет ограничено несколькими миллиардами. В связи с чем встаёт вопрос: а есть ли реальная альтернатива кремниевой технологии?

 

Альтернатива есть. Причем теорий множество - от химических до квантовых компьютеров. Напомню, что главным оперирующим элементом в квантовом компьютере является спин электрона. Причем он может принимать не бинарные (т.е. два) состояния - а целых три - +1/2, 0, -1/2. С этим появится возможность более сложного построения логичеких схем - возникнет принципиально новая математика, я думаю, более похожая на те процессы, которые происходят в мозге человека, где нейрон может принимать еще большее количество состояний.

 

Сейчас очень популярны демагогические демарши в сторону т.н. "молекулярных" элементов, которые смогут ещё максимум на порядок уменьшить размер элементов, что приведёт к увеличению числа элементов на 2 порядка. Но, с другой стороны, кроме смих элементов нужна ещё и достаточно надёжная и дешёвая технология соединения колоссального (>10^10) числа этих элементов между собой. И с этим у молекулярных компютеров проблемы - как же это делать, если длина волны, сравнимая с характерным элементом такой схемы - жёсткий рентген? Химические компютеры не смогут плостью заменить цифровые, поскольку всё же они работают статистически.

 

В самом деле, техеническая сторона этого дела очень сложна. Но, могу сказать, первые квантовые компьютеры уже есть, и уже успешно складывают с 90% вероятностью (могу ошибиться) 2+3.

Вопрос в техническом воплощении - чем регулировать,как стабилизировать, как считывать - все это в далеком будущем. Но работы ведутся. Например, Австралия инвестирует в это дела просто громадные деньги.

 

Но почему-то складывается ощущение, что никто не замечает элементарного способа увеличения потенциального числа элементов на несколько порядков, связанного с переходом от планарных схем к объёмным. Так для создания квадратной планарной схемы с 10^9 элементов нужно иметь матрицу примерно 30 000 х 30 000 элемнтов, но если 10^9 элементов надо упаковать в куб с ребром 1 см, то на ребре куба нужно располагать уже всего 1000 элементов. То есть при одинаковом числе элементов в случае объёмной схемы эти элементы могут быть в 30 раз больше. При размере кремниевого эл-та около 0.1 мк эквивалентный объёмный элемент будет уже около 3 мк, что уже в несколько раз больше длины волны видимого света.

 

Если не замечают, значит, есть непреодольимые сложности. Даже простую планарную схему довольно сложно вырастить. Из стадартной шайбы, по-моему, 79мм, только небольшая часть идет дальше. К тому же архитектура этой микросхемы довольна сложна.

 

Встаёт вопрос: а как делать объёмные структуры огромной сложности? Есть гипотеза, как это можно сделать: объёмная голографическая фотолитография в прозрачной среде. То есть принцип тот же, но уже в объёме. Заметим, что кремний в принципе не прозрачен, поэтому он и остальные полупровода не подходят. Что может работать в прозрачной среде? Оптика! Если подобрать хорошую нелинейную оптическую среду, нучиться делать в ней световоды (в объёме), а также участки с задаными нелинейными свойствами, то решатся следующие основные проблемы:

 

Я не думаю, что это будет просто. Хотя бы потому, что нормальную голографию получить не удастся. Все, что есть до сих пор - просто удачный обман зрения. Я не буду распространяться на эту тему - просто не обладаю достаточными знаниями. Скажу только, что любые виды ли травления и литографии сами по себе довольно сложны и требуют контроля человека (имею ввиду в масштабах порядка нанометров).

 

1) огромное число элементов (>10^9)

2) разумный размер всей схемы (~1 см)

3) литографический метод создания, что создаёт предпосылки для потенциальной дешивизны изготовления.

Вот здесь, по-моему, о дешивизне говорить не приходится.

Встает все то же вопрос об, так сказать, проводках, которые будут все эти транзисторы соединять.

 

Очень разумным видится для кодирования 1-0 в оптических схемах использовать не "есть свет" - "нет света", а поляризацию (вертикальная - горизонтальная), поскольку автоматически решается задача инвертора (операции "не") - это просто поворот плоскости поляризации на 90 град.

 

Ничего не могу сказать кроме "может быть", звучит разумно, на первый взгляд.

Основной вопрос - как сделать плоскость поляризации устойчивой в волноводе? Ведь если она случаянно окажется чуть-чуть повёрнутой, и плоскость поляризации неустойчива в основных направлениях, то ничего работать не будет. Второй основной вопрос, вообще говоря, связанный с первым: а как сделать хоть один другой элемент "и" , "или"?

Здесь без нелинейных эффектов не обойтись. Какие есть варианты?

 

1) вариант использования каких-то квантовых свойств. Он предполагает переизлучение поглащённого кванта света в строго определённой плоскости поляризации. Этот вариант кажется не очень хорошим, поскольку переизлученный фотон может иметь другую длину волны.

Э-э... в лазерах, например, в рабочей среде, когда создается инверсия заселенности, "пролетающий" мимо возбужденного атома фотон вызывает вынужденное излучение атомом точно такого же кванта света, в том же направлении, с той же частотой. Может, это как-то использовать?

 

 

2) электрооптические эффекты. По-моему это называется эффектом Фарадея - поворот плоскости поляризации в магнитном поле. Если излучение определённой поляризации сможет вызывать ток в нужном направлении, то этот ток может поворачивать плоскость поляризации другого пучка света.

 

Ничего не берусь говорить по этому поводу. Надо бы книжки почитать да освежить в памяти...:)

 

Вот такие дела...

 

Ну, и на последок вкусность. Если бы можно было оптический процессор эксплуатировать одновременно на нескольких разных длинах волн (только чтобы они не интерферировали между собой!) то эффективно добавилась бы ещё одна размерность

Правда в ИАиЭ мне сказали, что это невозможно... Но хочется!

 

В самом деле - должны интерферировать, если только подобрать такие точки в пространстве, где нет этой интерференции, точнее, ее максимум... Но это все очень и очень сложно, я думаю.

 

Если кому интересно, то можно пообсуждать.

Только ради бога - не флеймить в этом топике! Вопросы-то серьёзные.

В принципе очень хотелось бы почитать конструктивную реакцию на вышепредложенное Миши Степанова (Misha). Он мега-теоретик, мож чего и присоветует.

 

Вот, чего смог, того и сказал. Простите за некоторую поверхность, но те факты, в достоверности которых не убежден хотя бы на 90% - не излагаю...:). Теми знаниями, которые помню, но не совсем, тоже не делюсь.

Не хочу маятся с цитированием... Но кое что скажу...

Текст с знаком в начале строчки - текст Puma.

 

Всем ясно, что кремниевая электроника всё же имеет пределы, связанные с молекулярной природой вещества. Несмотря на то, что несколько раз пределы применимости кремниевой технологии изготовления ИС отодвигались, ясно, что транзистор меньше 10 нм уже никак не сделаешь.

 

Ну, прогресс идет вперед. В принципе, мы уже успешно оперируем с наноструктурами порядка 2-3 нм. Успешно изучаются свойства локализованных электронных волновых функций, а также фононов. К слову - эти свойства очень сильно отличаются от свойств фононов и электронов и объемной среде.

Периодические нанструктуры - сверхрешетки (superlattices), не знаю, как по-русски - MQW - multi quantum well - примерно то же самое, quantum dots - квантовые точки, успешно используются для создания фотоприемников в ИК области, создания лазеров с хорошими характеристиками, и т.д. Предел мечатаний ыизик - Квантовы Компьютер, который, правда, далек еще от своего конечного воплощения.

 

Скажу, что то ли читал, то ли слышал о транзисторе ну очень маленьких размеров - порядка нескольких нанометров. По-моему, если не изменяет память, что-то там было об одноэлектронном транспорте.

 

Всё так, но, с моей точки зрения, основная проблема - не получение структур нанометрового масштаба, а их соединение в общую сверхсложную систему при разумной стоимости и удобстве эксплуатации. Про одноэлектронный транзистор я тоже вроде читал - наверное это БОКЛ (быстрая одноквантовая логика). Там в качестве битов используются кванты магнитного потока. Можно почитать на ixbt. http://www.ixbt.com/cpu/rsfq.html. Проблема в том, что такие устройства работают в экстремальных условиях (по температуре, ...), и непонятно, как их дёшево производить и эксплуатировать.

 

 

Соответственно число транзисторов на кристалле тоже будет ограничено несколькими миллиардами. В связи с чем встаёт вопрос: а есть ли реальная альтернатива кремниевой технологии?

 

Альтернатива есть. Причем теорий множество - от химических до квантовых компьютеров. Напомню, что главным оперирующим элементом в квантовом компьютере является спин электрона. Причем он может принимать не бинарные (т.е. два) состояния - а целых три - +1/2, 0, -1/2. С этим появится возможность более сложного построения логичеких схем - возникнет принципиально новая математика, я думаю, более похожая на те процессы, которые происходят в мозге человека, где нейрон может принимать еще большее количество состояний.

 

Сейчас очень популярны демагогические демарши в сторону т.н. "молекулярных" элементов, которые смогут ещё максимум на порядок уменьшить размер элементов, что приведёт к увеличению числа элементов на 2 порядка. Но, с другой стороны, кроме смих элементов нужна ещё и достаточно надёжная и дешёвая технология соединения колоссального (>10^10) числа этих элементов между собой. И с этим у молекулярных компютеров проблемы - как же это делать, если длина волны, сравнимая с характерным элементом такой схемы - жёсткий рентген? Химические компютеры не смогут плостью заменить цифровые, поскольку всё же они работают статистически.

 

В самом деле, техеническая сторона этого дела очень сложна. Но, могу сказать, первые квантовые компьютеры уже есть, и уже успешно складывают с 90% вероятностью (могу ошибиться) 2+3.

Вопрос в техническом воплощении - чем регулировать,как стабилизировать, как считывать - все это в далеком будущем. Но работы ведутся. Например, Австралия инвестирует в это дела просто громадные деньги.

 

В том-то и дело, что всё это "в туманном светлом будущем", и мне кажется, что можно изобрести что-то более осуществимое и раньше. Кроме того, пресловутый квантовый компютер приведёт к прорыву в решении только переборных задач (типа разбиения числа на простые сомножители), но он не сможет ускорить вычисление произвольного алгоритма. По-моему какой-то математик это даже строго доказал, но, к сожалению, ссылки у меня нет. Поэтому не буду на этом настаивать, но я разделяю эту точку зрения. Даже могу предполжить в чём дело: рекурсивная функция в общем виде как бы ссылается на саму себя в определении, и при квантовом подходе это может быть роковым. В смысле невычислимым.

 

Кроме того, проблеме соединения элементов подобных схем (ключевой, с моей точки зрения), уделяется непропорционально мало внимания. Везде кричат (типа IBM и им подобные) типа, "мы сделали одномолекулярный переключатель! Мы сделали одномолекулярный инвертор!", и далее идут реплики вроде того, что не за горами светлое будущее, когда у всех будут процы с элементами молекулярных размеров, а как их делать - ни слова. Это-то и настораживает.

 

Но почему-то складывается ощущение, что никто не замечает элементарного способа увеличения потенциального числа элементов на несколько порядков, связанного с переходом от планарных схем к объёмным. Так для создания квадратной планарной схемы с 10^9 элементов нужно иметь матрицу примерно 30 000 х 30 000 элемнтов, но если 10^9 элементов надо упаковать в куб с ребром 1 см, то на ребре куба нужно располагать уже всего 1000 элементов. То есть при одинаковом числе элементов в случае объёмной схемы эти элементы могут быть в 30 раз больше. При размере кремниевого эл-та около 0.1 мк эквивалентный объёмный элемент будет уже около 3 мк, что уже в несколько раз больше длины волны видимого света.

 

Если не замечают, значит, есть непреодольимые сложности. Даже простую планарную схему довольно сложно вырастить. Из стадартной шайбы, по-моему, 79мм, только небольшая часть идет дальше. К тому же архитектура этой микросхемы довольна сложна.

 

Встаёт вопрос: а как делать объёмные структуры огромной сложности? Есть гипотеза, как это можно сделать: объёмная голографическая фотолитография в прозрачной среде. То есть принцип тот же, но уже в объёме. Заметим, что кремний в принципе не прозрачен, поэтому он и остальные полупровода не подходят. Что может работать в прозрачной среде? Оптика! Если подобрать хорошую нелинейную оптическую среду, нучиться делать в ней световоды (в объёме), а также участки с задаными нелинейными свойствами, то решатся следующие основные проблемы:

 

Я не думаю, что это будет просто. Хотя бы потому, что нормальную голографию получить не удастся. Все, что есть до сих пор - просто удачный обман зрения. Я не буду распространяться на эту тему - просто не обладаю достаточными знаниями. Скажу только, что любые виды ли травления и литографии сами по себе довольно сложны и требуют контроля человека (имею ввиду в масштабах порядка нанометров).

 

Насчёт непреодолимых сложностей - проблема действительно может быть очень сложной, но я ничего не знаю про её неразрешимость. На самом деле фактически задача сводится к математической задаче, т.н. обратная задача матфизики: дано некоторое пространственное (в обшей постановке - произвольное) распределение поля стоячей световой когерентной волны в пространстве (задающаяся структура). Существуют ли такие маски, допустим по трём координатным плоскостям, при пропускании когерентного света через которые при интерференции этой волны возникает заданное простанственное распределение поля (в принципе, не обязательно точное, возможно с некоторой заданной точностью аппроксимации)?

 

Если существуют, то

1) насколько устойчивы они к малым возмущениям? Т.е. если куда-нибудь на маску сядет муха, насколько испортится распределение?

2) каков характерный размер рисунка таких масок (в зависимости от сложности поля и масштаба элементов там)?

 

Если характерный размер рисунка таких масок на несколько порядков меньше маштаба объёмных элементов, и картинка неустойчива - то всё, тема закрыта, действительно трудности непреодолимые. Если же во-первых картинка устойчива, а во-вторых характерный размер рисунка масок сравним с размером элементов, то объёмная литография вполне реальна!

 

К сожалению я не спец в обратных затачах мат физики, и не могу сходу сообразить, положительное или отрицательное решение.

 

1) огромное число элементов (>10^9)

2) разумный размер всей схемы (~1 см)

3) литографический метод создания, что создаёт предпосылки для потенциальной дешивизны изготовления.

Вот здесь, по-моему, о дешивизне говорить не приходится.

Встает все то же вопрос об, так сказать, проводках, которые будут все эти транзисторы соединять.

 

Очень разумным видится для кодирования 1-0 в оптических схемах использовать не "есть свет" - "нет света", а поляризацию (вертикальная - горизонтальная), поскольку автоматически решается задача инвертора (операции "не") - это просто поворот плоскости поляризации на 90 град.

 

Ничего не могу сказать кроме "может быть", звучит разумно, на первый взгляд.

Основной вопрос - как сделать плоскость поляризации устойчивой в волноводе? Ведь если она случаянно окажется чуть-чуть повёрнутой, и плоскость поляризации неустойчива в основных направлениях, то ничего работать не будет. Второй основной вопрос, вообще говоря, связанный с первым: а как сделать хоть один другой элемент "и" , "или"?

Здесь без нелинейных эффектов не обойтись. Какие есть варианты?

 

1) вариант использования каких-то квантовых свойств. Он предполагает переизлучение поглащённого кванта света в строго определённой плоскости поляризации. Этот вариант кажется не очень хорошим, поскольку переизлученный фотон может иметь другую длину волны.

 

Э-э... в лазерах, например, в рабочей среде, когда создается инверсия заселенности, "пролетающий" мимо возбужденного атома фотон вызывает вынужденное излучение атомом точно такого же кванта света, в том же направлении, с той же частотой. Может, это как-то использовать?

 

Звучит обнадёживающе!

 

2) электрооптические эффекты. По-моему это называется эффектом Фарадея - поворот плоскости поляризации в магнитном поле. Если излучение определённой поляризации сможет вызывать ток в нужном направлении, то этот ток может поворачивать плоскость поляризации другого пучка света.

 

Ничего не берусь говорить по этому поводу. Надо бы книжки почитать да освежить в памяти...:)

 

Вот такие дела...

 

Ну, и на последок вкусность. Если бы можно было оптический процессор эксплуатировать одновременно на нескольких разных длинах волн (только чтобы они не интерферировали между собой!) то эффективно добавилась бы ещё одна размерность

Правда в ИАиЭ мне сказали, что это невозможно... Но хочется!

 

В самом деле - должны интерферировать, если только подобрать такие точки в пространстве, где нет этой интерференции, точнее, ее максимум... Но это все очень и очень сложно, я думаю.

 

Если кому интересно, то можно пообсуждать.

Только ради бога - не флеймить в этом топике! Вопросы-то серьёзные.

В принципе очень хотелось бы почитать конструктивную реакцию на вышепредложенное Миши Степанова (Misha). Он мега-теоретик, мож чего и присоветует.

 

Вот, чего смог, того и сказал. Простите за некоторую поверхность, но те факты, в достоверности которых не убежден хотя бы на 90% - не излагаю...:). Теми знаниями, которые помню, но не совсем, тоже не делюсь.

 

Очень рад, что компетентный человек отреагировал! У меня тут пошли мысли про нанометровую кремниевую схемотехнику на основе растрового атомно-силового микроскопа, но в силу размера данного поста, это пойдёт в следующую серию.

concolor (aka Puma): я, конечно, теоретик, но, по крайней мере, пока не мега. Чтобы привлечь моё внимание, достаточно было ЛС, что ты и сделал. А так сочетание "не флеймить" и "такой-то такой-то, выскажись" для форума выглядит странно.

 

Сразу скажу, что я в обсуждаемой области не являюсь специалистом. Отмечу также, что к квантовым и оптическим компьютерам отношусь с некоторым скепсисом.

 

Если удастся сделать процессор, который в 100 раз быстрее нынешних, то пусть он даже будет в 100 (или даже в 1000) раз дороже - его появление может быть осмысленно, так как есть задачи, которые не распараллеливаются.

 

Как правильно отметил Fly, то, что на всех перекрёстках не кричат "оптический компьютер", не означает, что люди не думают о такой возможности (хотя, например, "квантовый компьютер" кричат гораздо громче, чем умеют его делать). Просто ещё не поняли даже, на каком материале его делать, не говоря уже о том, как. Тривиальный поиск в сети навёл на ссылку http://phys.web.ru/db/msg.html?mid=1182134.

 

Предсказания конца кремниевой технологии слегка напоминают предсказания конца света - предсказывали много раз, а он так и не наступил. :D

 

Не думаю, что создать аккуратную объемную структуру будет легко. Это будет очень трудно. Конечно, может и научатся.

Очень разумным видится для кодирования 1-0 в оптических схемах использовать не "есть свет" - "нет света", а поляризацию (вертикальная - горизонтальная), поскольку автоматически решается задача инвертора (операции "не") - это просто поворот плоскости поляризации на 90 град.

Люди, работающие над передачей данных через оптоволокно, хотят использовать поляризацию из своих простых побуждений - в 2 раза увеличить пропускную способность канала. Они делают для этого оптоволокно в сечении не круглым, а эллиптическим, тогда разные поляризации не смешиваются.

 

Но для оптического компьютера (как мы его сейчас обсуждаем - почти та же машинка в смысле соединений элементов, только свет) нужно не просто, чтобы поляризации не смешивались, но и то, чтобы они не существовали одновременно. Чтобы не передавались по линии оба сигнала 0 и 1.

 

У меня (может, потому что глупый) есть некоторое предубеждение против передачи 0 и 1 с помощью поляризации. Мне кажется, что для того, чтобы устройство работало, эффекты, на которых оно работает, должны быть "грубыми", "надёжными". Особенно поначалу, когда ничего толком работать не будет.

 

Чтобы такое оптическое устройство работало, оно должно быть нелинейным. Значит, то что произойдёт с сигналом, зависит от его амплитуды. Здесь возникает сложность, с которой трудно бороться: в схеме часто будут возникать ситуации, когда один и тот же сигнал должен пойти в два места. В электрических схемах это просто - потенциал в проводнике стремится быть постоянным независимо от того, разветвлён проводник или нет. Если же светить в оптоволокно, которое потом раздваивается, то света в каждую веточку пойдёт меньше, чем было в корне (ибо веточек много). Таким образом, в этом прозрачном кубике должны быть устройства, которые берут сигнал и доводят его до стандартной амплитуды (в оптоволокне вопрос усиления света уже решается исключительно оптическими средствами, но это требует места в предполагаемом кубике).

Ну, и на последок вкусность. Если бы можно было оптический процессор эксплуатировать одновременно на нескольких разных длинах волн (только чтобы они не интерферировали между собой!) то эффективно добавилась бы ещё одна размерность :drug:

Получить выигрыш от использования света разных длин волн вряд ли удастся - из-за нелинейности будет взаимодействовать всё со всем. При передаче данных по оптоволокну (даже в нелинейном режиме) используют несколько частотных каналов (как в радио), чтобы увеличить пропускную способность, и там нелинейное взаимодействие света из разных каналов - один из мешающих эффектов. Для логических операций, IMHO, нелинейность нужна настолько сильная, что вряд ли что-нибудь получится.

 

Может оказаться, что "светодиоды" в объеме делать будет необязательно, и вполне достаточно будет источников света, прикладываемых к поверхности нашего кубика (нынешние процессоры тоже очень сложные, однако им достаточно небольшого количества ножек).

 

Насколько я знаю, высшее достижение на сегодня квантово-компьютерной техники - разложение на простые множители числа 15 = 3*5 (http://www.research.ibm.com/resources/news...9_quantum.shtml).

"Железом" компьютера были молекулы с неспаренными электронами, на спины последних воздействовали высокочастотным магнитным полем.

 

Fly: на чём работали квантовые компьютеры, которые вычисляли 2+3, и где про это можно прочесть?

 

К слову, идея использовать что угодно, но только не электричество, для создания компьютера возникала неоднократно (хотя и не для увеличения быстродействия). См., например http://physics.ucsd.edu/~groisman/windows/win8.htm, http://web.media.mit.edu/~paulo/courses/ho...inalproject.htm, http://www.geocities.com/nate623a/traffcom.../traffcomp.html. В журнале "Scientific American" я читал шуточную статью о том, как сделать компьютер с помощью верёвок и блоков (причём авторы статьи из конструктора типа "Lego" нечто подобное даже собрали).

 

В человеческом мозге нервный импульс бежит со скоростью от 1 до 100 м/с (в разных местах - по-разному). И ничего, живём.

Напомню, что главным оперирующим элементом в квантовом компьютере является спин электрона. Причем он может принимать не бинарные (т.е. два) состояния - а целых три - +1/2, 0, -1/2. С этим появится возможность более сложного построения логичеких схем

Fly: Любое чистое квантовое состояние электрона можно записать в виде |psi> = alpha |1/2> + beta |-1/2>, где alpha и beta - числа. По нормировке |alpha|^2 + |beta|^2 = 1, фазу можно выбрать так, что alpha будет вещественным и положительным. beta - некое комплексное число. Состояний у электрона бесконечно много. Если бы их было 3 (или любое конечное число), принципиально (в смысле теории алгоритмов) это ничего бы не поменяло.

Вобщем так, при прочтении ответных постов на мой топик, у меня уже родился альтернативный вариант. Не оптический. С оптическим действительно всё совсем непросто, хотя мне кажется, что размер оптических элементов всё же можно сделать порядка микрона, что в сочетании с трёхмерностью схемы даст сравнимую с кремениевой плотность элементов. Но - проехали оптику.

 

Теперь новая идея - создание потенциально нанометровых сверхсложных интегральных схем БЕЗ использования литографии, и соответственно без всех связанных с ней проблем. Просто вспомнил про атомный силовой микроскоп. Его всё пытаются приспособить для нанометровой литографии либо для поатомного создания элементов, хотя на поверхности лежит другой - гораздо белее простой метод создания схем.

 

В кратце идея технологии на миллион, пардон, на несколько миллиардов долларов :D , $$$ следующая:

 

1) атомно силовой микроскоп (АСМ) используется для ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ схемо-формирующей головки, которая печатает схему с заданной точностью (до атомных масштабов), а также для контроля качества сборки.

 

2) транзисторы на схему НАКЛЕИВАЮТСЯ специальной головкой, в которой их содержится достаточное количество миллионов. Точное позичионирование головки осуществляется пьезоэлементами (как в сканирующих микроскопах), а более грубое - механически. Обратная связь при позиционировании - через АСМ. Короче, ассоциация со струйным принтером.

 

3) дорожки создаются методом, аналогичным применяемому в лазерных принтерах: над подложкой, на расстоянии существенно меньшем характерному размеру элемента (что контролируется АСМ), висит коробочка с дырочкой диаметра размера дорожки. Через эту дырочку поверхность подложки локально заряжается (+ или - я не помню, скорее -), как в лазерниках, а потом над схемой запускается холодная плазма атомов меди, которые благополучно осаждаются в виде дорожек.

 

В итоге получаем СБИС, архитектуру которой можно очень просто задавать программно, и размер элементов которой в принципе может быть нанометровым - был бы способ создания больших массивов изолированных транзисторов такого размера.

 

Теперь минусы технологии - поскольку схема создаётся поэлементно, то ясно, что за 10 мин. её не сделаешь. Выход в том, что печатающая головка со всей ботвой должна быть достаточна дёшева в производстве и насажена на каждую подложку. Тогда N этих головок могут печатать N схем одновременно, даже если это займёт несколько суток.

 

А насчёт всяких других (не полупроводниковых) способов создания логики - эта технология довольно универсальна! И в принципе может работать и для БОКЛ, и для квантовых устройств (правда я плохо представляю себе, что это такое).

 

Можно сказать так: аппликатурная технология изготовления СБИС (назовём её так в оппозицию литографической 8) ) есть нечто среднее между АСМ, струйным и лазерным принтером нанометровых масштабов. Во как.

 

По-моему это возможно реализовать, по крайней мере легче чем оптический процессор?

 

Надо обратиться к профессионалам. Я знаю, что ИФП есть лаборатория электронной микроскопии и нанометровых структур, и там есть АСМ, надо туда постучаться. Хей Fly, ты же вроде из полупроводов? Не знаешь этих деятелей?

Ну, вообще говоря да. Деятелей знаю, Смотрел, чего они могут.... Попробуй найти Диму Щеглова - я с ним общался, он студент, аспирант, по-моему. Поищи - ищущий да найдет.

Ну а если брать повыше - я не думаю, что тебе уделят часть своего рабочего времени... Хотя, может, и поболтают. Точных имен и фамилий не помню, к сожалению.

 

А технология в самом деле будет очень трудоемкая...

Тема о нелинейной оптике умерла? Жаль! Химиков интересует НЛО свойства органических соединений. Кто нибудь в городке может измерить бету в растворе?

Причем он может принимать не бинарные (т.е. два) состояния - а целых три - +1/2, 0, -1/2.

Спин ЭЛЕКТРОНА имеет три проекции???? Как так?? Два электрона, я понимаю, +1,0,-1. А один электрон +-1/2 однака. Или мы просто на разных языках говорим?

А почему кодирование до сих пор идет в двоичной системе? Как я знаю, оптимально было бы использовать троичную. Может, стоило бы идти в этом направлении?

А почему кодирование до сих пор идет в двоичной системе? Как я знаю, оптимально было бы использовать троичную. Может, стоило бы идти в этом направлении?

в этом направлении уже пытались идти годах в семидесятых... фигня получилась %)

А почему кодирование до сих пор идет в двоичной системе? Как я знаю, оптимально было бы использовать троичную. Может, стоило бы идти в этом направлении?

в этом направлении уже пытались идти годах в семидесятых... фигня получилась %)

Тернарная логика очень нехорошая потому что <_<

Там нет как в бинарной классов типа классов поста, поэтому нельзя выбрать несколько базисных элементов, из которых путём композиции можно получить любую другую тернарную функцию. Вообще, все n-значные логики (кроме случая n=2 и n=1 :D ) обладают этим нехорошим свойством.

 

А вот хранить данные и правда лучше в троичном виде - оптимально по объему получается ;)

А что там за такие элементы размером порядка 2-3 нм, которыми уже "успешно научились оперировать".

2concolor - что-то мне мнится, что AFM для такого дела пойдет слабо - скорость низкая, на поток не поставишь. Да и потом - одно дело использовать такую технику для аналитических целей или например, слово IBM атомами ксенона рисовать, а другое дело - производство чипов на поток ставить.

Даже если удастся нарисовать дорожки, шириной и толщиной, допустим, по 2 нм, неважно как - насколько они буду устойчивы? И не начнуться там уже различные квантовые размерные эффекты?

Это ведь фактически уже одномерный проводник получается.

А что там за такие элементы размером порядка 2-3 нм, которыми уже "успешно научились оперировать".

2concolor - что-то мне мнится, что AFM для такого дела пойдет слабо - скорость низкая, на поток не поставишь. Да и потом - одно дело использовать такую технику для аналитических целей или например, слово IBM атомами ксенона рисовать, а другое дело - производство чипов на поток ставить.

Даже если удастся нарисовать дорожки, шириной и толщиной, допустим, по 2 нм, неважно как - насколько они буду устойчивы? И не начнуться там уже различные квантовые размерные эффекты?

Это ведь фактически уже одномерный проводник получается.

Насчёт скорости - фишка в том, что для каждого чипа имеется ИНДИВИДУАЛЬНАЯ печатающая головка. И даже если она будет печатать медленно, то это не смертельно - производственный цикл за неделю по-моему прокатит ;). Если одновременно печатаются сразу большое количество чипов (в тысячах).

 

А вот как поведут себя нанометровые проводники - не могу сказать. Но ведь можно печатать и в большем масштабе - десятки нанометров. А это уже масштаб, к которому придёт интегральная технология через несколько лет - то есть такие проводники по идее будут вести себя нормально.

Десятки нанометров - это доли микрона.

Сейчас распространенная технология - 0.13 мк, то есть 130 нанометров.

Внедряют 0.09 - то есть 90 нм. Или вы имеете ввиду "меньшие" десятки?

Насчет недельного рабочего цикла - учтите, сколько пойдет в отбой чипов.

Сейчас доля процессоров, которые идут в отвал - до 90-95%.

на самом деле я вижу главную прелесть "печатной" технологии изготовления чипов в том, что можно изготовлять "чистые" (или пустые) чипы, на которые потом сам пользователь сможет "скомпилировать" нужную ему схему. То есть он закачивает схему нужного ему процессора и ваяет его прямо на месте. Это бы позволило разрабатывать процы по типу open source.

на самом деле я вижу главную прелесть "печатной" технологии изготовления чипов в том, что можно изготовлять "чистые" (или пустые) чипы, на которые потом сам пользователь сможет "скомпилировать" нужную ему схему. То есть он закачивает схему нужного ему процессора и ваяет его прямо на месте. Это бы позволило разрабатывать процы по типу open source.

???

Вы вообще представляете, сколько элементов в процессоре - даже не дискретных (которые тоже есть, кстати), а именно печатных?

Разводка, слои, пятое-десятое?

Фраза "закачивать и ваять" - это просто, извините, бред. ;) Без обид.