Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2002 № 11

Его диаметр не превышает 50 нанометров.

Перейдя на новый технологический процесс, корпорация на время посрамила скептиков, сомневающихся в том, что так называемый закон Мура будет действовать в обозримом будущем. Этот «закон», который Гордон Мур, один из отцов-основателей Intel, сформулировал в 1965 году и считал не более чем «эмпирическим правилом», гласит, что количество транзисторов, которое вмещает интегральная схема, будет возрастать вдвое каждые 18 месяцев. Теоретически это означает существенное, на десятки процентов, увеличение производительности каждого нового поколения чипов.

Если в первом промышленном процессоре Intel 4004 было всего 2300 транзисторов, то в современных Pentium IV их уже более 55 млн., а в новом процессоре их число превысит 100 млн.

Сам Мур, впрочем, полагал, что конец этой закономерности может положить сама природа: едва ли можно создать микрочипы, размеры элементов которых будут менее 0,25 микрона. И хотя он несколько ошибся: 90-нанометровый транзистор — уже третье «размерное» поколение после чипов, созданных по технологии 0,25 микрона еще пять лет назад, — уже действительно виден предел. Еще чуть-чуть — и мы попадаем в диапазон атомных размеров, где все подчиняется необычным квантовым правилам.

А открытие, о котором сообщил журнал « New Scientist », было сделано, можно сказать, на кончике пера, точнее даже — в голове одного из теоретиков. Ход его рассуждений был примерно таким.

Как известно, любая частица — будь то электрон или фотон — способна переносить один бит информации. Так что если научиться манипулировать частицами, которые то и дело пронизывают космическое пространство, можно будет выполнять любые расчеты. Именно этого и хотят добиться ученые, замыслившие построить так называемый квантовый компьютер.

«При этом очевидно, что предельный компьютер — это такой, в котором задействованы все частицы Вселенной, — рассуждал Сет Ллойд, специалист в области квантовых вычислений, работающий в Массачусетском технологическом институте. — Вот я и подумал, что неплохо было узнать его возможности».

Для начала он рассчитал, что количество частиц во Вселенной, а стало быть, и общее количество информации, которое они смогут хранить, составляет 10 90бит. Число логических операций, которые могут быть произведены над этими битами, зависит от имеющейся энергии, необходимой для выполнения операций, скорости света, влияющей на быстроту перемещения информации, и времени работы — то есть от возраста Вселенной.

Проделав необходимые вычисления, ученый получил максимальное количество логических операций, которое могла выполнить Вселенная с момента Большого взрыва, — около 10 120. Такая величина куда больше гугола — фантастического числа, придуманного математиками и составляющего «всего» 10 100.

Для сравнения: количество бит, которое может быть сохранено всеми компьютерами Земли, ныне составляет около 10 21, а число выполненных логических операций едва дотягивает до 10 30— лишь малая толика теоретического максимума.

У идеи Ллойда есть любопытный философский подтекст.

Если Вселенная — огромный компьютер, то все, что внутри ее, включая нас, — часть вычислительного процесса. Или его продукт. А где же программист? Сам ученый не рискует намекать на Господа Бога. По его мнению, случайные колебания на квантовом уровне и есть тот самый набор исходных данных, программирующих Вселенную так, чтобы она создавала сложные структуры, включая живые существа.

Ученый сравнивает этот процесс с известной задачей из теории вероятностей. Представим, что миллион обезьян случайным образом нажимают на клавиши компьютера. «Шансы того, что они напечатают, скажем, первый миллиард цифр последовательности числа «пи», ничтожно малы, — считает Ллойд. — Однако при этом вероятность ввести в компьютер программу, которая сама вычислит нужное значение, значительно выше, поскольку такая программа весьма проста»…

Публикацию подготовил С.НИКОЛАЕВ

Среди специалистов давно уже ходят разговоры о том, что запасы нефти на нашей планете подходят к концу и надо бы что-то придумать. Многие видят выход в переходе с углеводородного горючего — бензина, соляра и т. д. на чистый водород. Вот какой эксперимент по освоению этого вида топлива затеян в Исландии.

Обычно, когда речь заходит об этом небольшом государстве на севере Европы, прежде всего вспоминают о том, что именно исландцы первыми в мире поставили себе на службу геотермальные источники. Электроэнергией и теплом жителей этого острова обеспечивают несколько станций, которые используют выходящую из недр горячую воду и пар.

Скоро, похоже, исландцы станут пионерами в освоении и водорода. Во всяком случае, проект, о котором пойдет речь дальше, уже поддерживают крупнейшая нефтяная компания «Шелл», автомобильная корпорация «Даймлер Крайслер», а также Европейский союз. Они планируют вложить десятки миллионов евро в проведение первого крупномасштабного эксперимента по созданию чисто водородной экономики, полностью исключающей использование ископаемых видов топлива.

В соответствии с этим планом в Исландии уже в ближайшие месяцы появятся первые автобусы, приводимые в действие моторами, получающими энергию от топливных водородно-кислородных элементов, давно уж применяемых американскими астронавтами. Будет построена также первая заправочная станция, производящая водород на месте из воды.

Если все пойдет, как задумано, то к 2005 году водородом начнут заправлять легковые автомобили и рыболовные траулеры.

В общем, в течение 30–40 лет весь транспорт Исландии полностью перейдет на водород.

«Исландскому примеру со временем последуют и другие страны, — считает Маргарет Ман, сотрудница Национальной лаборатории США по возобновляемым источникам энергии. — Ведь переход на водород — наиболее рациональный способ избавиться от использования ископаемых видов топлива»…

В самом деле, преимущества водородной энергетики колоссальны. Поскольку водород входит в состав воды, его запасы практически неисчерпаемы. Правда, получение водорода из воды с помощью электролиза пока что обходится дороговато. Но на подходе и более дешевые способы.

Зато экологи от такой перспективы просто в восторге. Ведь в результате разложения воды получаются лишь водород и кислород, которые не наносят вреда окружающей среде. А двигатель, работающий на водороде, дает в качестве выхлопа опять-таки чистую воду.

Почему для эксперимента выбрана именно Исландия?

Тому есть несколько резонов. Во-первых, для получения водорода здесь легко использовать практически неисчерпаемую геотермическую энергию земных недр и гидроэнергию бурных рек. Кроме того, Исландия — компактная страна, для которой не нужно создавать широкомасштабную сеть заправочных станций. Так что проведение эксперимента обойдется здесь дешевле, чем в другом регионе.