Средства ИТ.

Будущие перспективы

В ближайшие 10-20 лет, скорее всего, изменится материальная часть процессоров ввиду того, что технологический процесс достигнет физических пределов производства. Возможно, это будут:

• Квантовые компьютеры, работа процессоров которых всецело базируется на квантовых эффектах.

• Молекулярные компьютеры.

Квантовый компьютер

Квантовый компьютер – вычислительное устройство, существенно использующее при работе квантовомеханические эффекты, такие как квантовая спутанность и квантовый параллелизм путём выполнения квантовые алгоритмов. Это позволяет преодолеть некоторые ограничения классических компьютеров. Квантовые компьютеры работают на основе квантовой логики.

Молекулярный компьютер

Биомолекулярные вычисления или молекулярные компьютеры, или даже ДНК- или РНК-вычисления, – все эти термины появились на стыке таких различных наук, как молекулярная генетика и вычислительная техника.

Биомолекулярные вычисления – это собирательное название для различных техник, так или иначе связанных с ДНК или РНК. При ДНК-вычислениях данные представляются не в форме нулей и единиц, а в виде молекулярной структуры, построенной на основе спирали ДНК. Роль программного обеспечения для чтения, копирования и управления данными выполняют особые ферменты.

Молекула получается направленной: начинается с фосфатной группы и заканчивается дезоксирибозой. Длинные цепочки ДНК называют нитями, короткие – олигонуклеотидами. Каждой молекуле ДНК соответствует еще одна ДНК – так называемое дополнение Ватсона-Крика. Она имеет противоположную направленность, нежели оригинальная молекула. В результате притяжения аденина к тимину и цитозина к гуанину получается знаменитая двойная спираль, обеспечивающая возможность удвоения ДНК при размножении клетки. Задача удвоения решается с помощью специального белка-энзимы - полимеразы. Синтез начинается только если к ДНК прикреплен кусочек ее дополнения.

Данное свойство активно используется в молекулярной биологии и молекулярных вычислениях. По сути своей полимераза – это реализация машины Тьюринга, состоящая из двух лент и программируемого пульта управления. Пульт считывает данные с одной ленты, обрабатывает их по некоторому алгоритму и записывает на другую ленту. Полимераза также последовательно считывает исходные данные с одной ленты (ДНК) и на их основе формирует ленту с результатом вычислений (дополнение Ватсона-Крика).