Нанокомпьютер меняет конфигурацию на лету

Ученые разработали новый наноматериал, который может управлять электрическим током. Развитие этой технологии позволит создать компьютер, самостоятельно перенастраивающий свои цепи и превращающийся в совершенно другой прибор в соответствии с потребностями пользователя.

Современные электронные устройства строятся на все меньших компонентах, в результате они начинают терять свои обычные свойства и попадают под влияние специфических явлений квантовой механики. Для преодоления этого физического барьера многие ученые пытаются создавать компактные микросхемы, укладывая компоненты друг на друга.

Американские ученые избрали принципиально иной подход. Они создали реконфигурируемый электронный материал, который может изменять себя в зависимости от различных вычислительных потребностей. Уникальная технология позволяет управлять течением тока через сплошной кусок материала. Потоки электронов можно направлять в нескольких направлениях, даже несколько потоков, текущих в противоположных направлениях.

Материал представляет собой сложную структуру из кремния, полимеров и фактически является новым типом материала для электроники на базе наночастиц. Он может стать мостом между существующими технологиями и перспективными компьютерами будущего, которые смогут адаптировать собственные электросхемы для оптимизации производительности.

Представьте себе одно устройство, которое перенастраивает себя, превращая резистор в диод или транзистор. Современные многокомпонентные микросхемы можно было бы заменить одним типом электронного устройства, функции которого меняются в зависимости от разнообразия и последовательности входящих электрических импульсов.

Гибридный материал состоит из электропроводящих частиц по пять нанометров в ширину, покрытых специальным слоем положительно заряженных химических веществ. Частицы окружены отрицательно заряженными атомами, которые уравновешивают положительные заряды. С помощью электрического тока небольшие отрицательные атомы можно перемещать, при этом относительно большие положительные частицы двигаться не могут.

Перемещая отрицательные атомы, можно создавать области низкой и высокой проводимости, что задает путь для электронов, формируя тем самым тот или иной электронный компонент. Старые пути можно стирать и создавать новые. Для трансформации в сложные электрические компоненты, такие как диоды и транзисторы, можно использовать несколько типов наночастиц.

Новая технология совершит настоящую революцию в компьютерной технике. С одной стороны компьютер-трансформер наверняка будет очень дорог, но с другой стороны его универсальная структура позволит наращивать мощность, просто добавляя универсальные «блоки». Пользователям не нужно будет собирать «свою» конфигурацию – компьютер организует внутреннюю структуру для максимальной производительности и энергоэффективности.