Molekularna dekada

Za dziesięć lat najlepszym przyjacielem informatyka stanie się chemik. Według wizjonerów z Hewlett-Packarda nadchodzą czasy nanoelektroniki. Świat czeka kolejny technologiczny przełom.

Chemik Stanley Williams i projektant komputerów Phil Kuekes z Hewlett-Packarda stworzyli molekularną bramkę logiczną. Bramka logiczna to podstawowy element wszystkich komputerów. Badacze mają nadzieję, że dzięki niej uda się im stworzyć mikroukłady wielkości 100 nanometrów, czyli mniejsze od bakterii.

Grupa badawcza z HP współpracuje z zespołem z UCLA, prowadzonym przez chemika prof. Jamesa Heatha. Jeśli ten projekt się powiedzie, otworzą oni drogę procesorom o znacznie większej mocy obliczeniowej od dzisiejszych, jednocześnie bez porównania mniejszych i tańszych. Futurystyczne dziś wizje mogą stać się teraźniejszością już za 10 lat.

"Naszym celem jest stworzenie układów tak tanich i prostych, że przeciętny 12-latek, zaopatrzony w zestaw "małego chemika"

będzie mógł je samodzielnie wykonać" - zapowiada Stanley Williams. Molekularne procesory mogłyby być umieszczane np. w komputerach wielkości zegarka.

Procesor chemiczny będzie miał bez porównania większe możliwości niż krzemowy. Przede wszystkim gdyby nagle zabrakło prądu, informacje wcale nie zostałyby bezpowrotnie utracone. Phil Kuekes podkreśla również możliwość wykorzystania nowych rozwiązań

w medycynie: "Takie mikroskopijne urządzenia będą np. w stanie wniknąć w bakterię i określić jej typ".

Prace grupy badawczej mogą okazać się odpowiedzią na problemy fizycznych i finansowych ograniczeń przy produkcji konwencjonalnych, krzemowych układów scalonych. Teraz, aby procesory uczynić sprawniejsze, twórcy układów muszą umieszczać w nich coraz więcej tranzystorów i przewodów. Wymaga to skomplikowanych metod produkcji, podnoszących koszty.

"Dążymy do stworzenia naprawdę małych urządzeń, pojedynczych kryształów, wielkości kilku nanometrów. Jednym z naszych celów

jest produkcja masowa, szybka i tania. Tryliony miniaturowych komponentów muszą mieć ujednolicone rozmiary i kształty, a w dodatku spełniać odpowiednie zadania. Zbliżamy się do tego celu małymi krokami i mam nadzieję, że to, czego uczymy się w trakcie pracy nad systemem, jest na tyle uniwersalne, iż pomoże nam zrozumieć inne systemy" - podkreśla Stanley Williams.

Badacze z HP uważają, że już w ciągu pięciu najbliższych lat będą w stanie zmieścić "kilka Pentium w ziarenku piasku", a w ciągu najbliższej dekady - rozpocząć masową ich produkcję. Podstawowym składnikiem procesora jest przełącznik typu on-off.

Badacze zastąpili go molekułą zwaną rotaxane, umieszczoną pomiędzy dwoma przewodami. Dzięki niej elektrony mogą wędrować między kablami. "Molekuła jest jak kamień w rzece" - mówi James Heath, chemik z UCLA i jeden z autorów projektu. - "Elektron musi tylko przeskoczyć do molekuły i później na drugą stronę, a to oznacza przepływ informacji".