Александр Харс - Я познаю мир. Компьютеры и интернет

Наряду с развитием оптоэлектроники, продолжает развиваться быстрыми темпами и фотоника – отрасль науки, занимающаяся передачей и преобразованием света в различных устройствах и системах. Одним из практических результатов развития этой науки стало широкое использование лазеров различного назначения, являющихся сегодня одним из наиболее удобных генераторов для тех же ОВМ.

Другим практическим внедрением результатов фотоники стала оптоволоконная техника. Например, в Великобритании, США, Японии, России и некоторых других странах уже появились первые сети связи на оптических кабелях. Они обеспечивают скорость передачи информации в 1200 млн битов в секунду.

Практическим результатом внедрения фотоники можно считать появление цифровой записи аудио– и видеоинформации на оптических дисках, а также оптических запоминающих устройств, намного превосходящих по своим возможностям магнитные диски.

А как же создание самих ОВМ? Оно уже тоже не за горами, считают, например, А. Эйбрехем, К. Ситон, С. Смит и другие американские специалисты в этой области.

Несколько лет назад компания «Белл Лабораториз» объявила о создании первого в мире оптического процессора на мезоструктурах С–СИД. Эго сокращение после расшифровки и перевода означает «симметричное устройство со свойством самогенерируемого электрооптического эффекта».

Экспериментальный процессор использует пока лишь крохотную долю своих возможностей по обработке информации. Алан Хуанг, руководитель группы, создавшей первый в мире оптический компьютерный процессор, считает, что настоящий оптический компьютер будет создан лет через 5–10. Он станет совершать десятки триллионов операций в секунду.

Основной рабочий элемент С–СИД – это так называемый квантовый мультикарман. Он представляет собой многослойный «сэндвич» – 121 слой из арсенида галлия и арсенида галлия с алюминием попеременно. Сегодня на изготовление пластины С–СИД уходит несколько часов, намного больше, чем на изготовление кремниевых пластин. Но технология все усовершенствуется и дешевеет. Так что появление оптических компьютеров уже не за горами. Прототипы их уже созданы.

Так, например, единственный в мире оптический суперкомпьютер, каких пока нет ни в Японии, ни в Америке, разработан московским изобретателем Александром Вербовецким.

В 60–е годы XX века тогдашний студент Московского физико–технического института проходил практику в Институте точной механики и вычислительной техники. И выбрал темой дипломной работы «Голографические запоминающие устройства».

Это сегодня никого уже не удивишь радужной пленкой, гарантирующей, что товар не подделан, или пластинкой, позволяющей увидеть объемное изображение предмета. Ныне есть даже голографическое кино. А в ту пору только публиковались первые статьи, в которых предлагался принцип голографической записи изображений. И готовя дипломную работу, Вербовецкий сам разрабатывал голографические установки, искал способы записывать и считывать голограммы.

Окончив институт, он стал дипломированным специалистом по оптоэлектронике. И кандидатскую диссертацию тоже защищал по голографической памяти. В 1963 году известный ученый Ван Хирден предложил идею объемной голографической памяти в кристалле. Вербовецкий подхватил эту идею и спустя десять лет с помощью коллег из Государственного оптического института и Ленинградского оптико–механического объединения изготовил такую память.

Следующим шагом к появлению суперкомпьютера было создание ассоциативной голографической памяти небывалой емкости – до 1012 байт. А фантастически огромная память потребовала изменения всей архитектуры компьютера, и изобретателю пришлось создавать новые арифметико–логические устройства – сложения, вычитания, умножения, деления, извлечения квадратного корня и так далее. И последним шагом на пути к суперкомпьютеру было введение в него волоконной оптики.

В итоге получился компактный высокопроизводительный агрегат, обладающий замечательной надежностью, помехозащищенностью. «Если работу электронного компьютера могут сбить внешние воздействия – гроза, искрящий трамвай или троллейбус под окном, то в оптцческом компьютере этого не случается», – утверждает изобретатель.

Он надеется, что в скором времени его разработкой заинтересуются производители серийной техники и тогда оптический суперкомпьютер Вербовецкого перестанет быть единственным представителем нового поколения компьютерной техники.

А до каких пор будет идти совершенствование вычислительной техники? До тех пор, пока последний из компьютеров не превратится в Бога! Именно такую версию в рассказе «Последний вопрос» лет 40 назад высказал писатель–фантаст Айзек Азимов. Однако даже сам автор вряд ли предполагал, что его идея будет вскоре подхвачена учеными. Тем не менее вот что пишет по этому поводу известный журнал «New Scientist».

В своем рассказе А. Азимов попытался проследить триллионы лет истории развития человечества начиная с 2061 года. Именно к этому времени, полагал писатель, вычислительная техника достигнет некого предела.

Все ЭВМ планеты будут объединены в единую вычислительную сеть – Азимов называет ее «Мультивак», – которая станет получать энергию для своего функционирования непо: средственно от Солнца.

И вот два техника, обслуживающие систему, вдруг забеспокоились: «А что будет с «Мультиваком», если светило вдруг погаснет? » Будучи не в состоянии ответить на него сами, они переадресовали вопрос вычислительной системе.

Та на секунду задумалась и выдала ответ: «Информации для разумного ответа недостаточно».

«А почему, собственно, недостаточно?» – удивился физик из Массачусетского технологического института Сет Ллойд. Перебрав все возможные варианты совершенствования вычислительных систем – молекулярные, квантовые, биологические, прочие ЭВМ, – он, в конце концов, пришел к выводу, что компьютер далекого будущего скорее всего превратится в нечто вроде... огненного шара или далее в «черную дыру».

Не думайте, что исследователь сошел с ума или попросту валяет дурака. Прежде чем обнародовать свои выводы, Ллойд немало времени ломал себе голову над тем, до каких пор будут уменьшаться размеры элементной базы вычислительных устройств и возрастать их быстродействие?

Ныне технологи, как улее говорилось, подошли к тому, что роль микроэлементов в компьютерных схемах начинают выполнять отдельные молекулы, атомы и кванты света. Меньших частиц вещества в природе просто не существует и, стало быть, предел уже на горизонте?