Молекулярный пессимизм

Алексей Свиридов aka Zopuhh

Спецвыпуск: Хакер, номер #055, стр. 055-064-5

Самый очевидный выход - мегапопулярные сейчас в научных кругах углеродные нанотрубки. Действительно, некоторые конфигурации нанотрубок являются проводящими, при этом они имеют как раз необходимые размеры - обычно несколько нанометров в диаметре. Плюс более крупногабаритные нанотрубки, по форме напоминающие "пробирки", могут наполняться атомами металлов, поэтому значительно уменьшают свое сопротивление. Тем не менее, практическое использование углеродных нанотрубок для соединений между элементами молекулярного компьютера тоже создает неприятности, так как их сложно интегрировать с элементами логики и памяти. Фактически складывается такая ситуация: чтобы соединить два объекта, исследователь должен, во-первых, подобрать нанотрубку соответствующей длины и диаметра, а во-вторых, буквально вручную закрепить ее в нужных точках.

Но ученые не опустили свои натруженные руки и предложили другие варианты молекулярных проводов. Например, соединять вычислительные элементы можно при помощи молекул специально подобранных органических веществ, каркас которых составляет цепочка все тех же углеродных атомов. Диаметр этих "проводов" может быть даже меньше, чем у нанотрубок, которые, правда, намного выше по проводящим свойствам, чем большинство из предложенных пока молекул. Еще одна предложенная группа проводников для нового поколения компьютеров - молекулы полимеров, которые тоже суть не что иное, как длинные цепочки атомов. А заслуга полимеров в том, что при их допировании (добавлении специально подобранных атомов) можно относительно легко управлять их электрическими свойствами, изменяя сопротивление в довольно широком диапазоне.

В реализации проводов на основе молекул полимеров или органических веществ, повторяются те же проблемы, которые были с углеродными нанотрубами: пока не существует технологии, которая позволила бы с их помощью автоматизированно соединять дискретные элементы. Сегодня большие надежды возлагаются на так называемые самоорганизующиеся системы, примером которых, например, может стать воспроизводство белков в живых организмах по образу, заданному молекулами ДНК. Ученые считают, что подобные механизмы самосборки должны лечь в основу тех технологий, на основании которых будет происходить соединение различных элементов молекулярных компьютеров в единую систему.

Когда наступит завтра?

В наш прогрессивный век многие технологии по созданию отдельных элементов молекулярных компьютеров - транзисторов или модулей памяти - можно считать вполне успешными: каждый из них выполняет поставленные задачи, то есть производит логические операции или хранит записанную информацию. Ясно, что те методики, которые доступны широкой общественности, еще не идеальны, их ждут долгие годы доработок, развития и взросления. Тем не менее, уже можно "потрогать руками" реальные результаты, которые достигнуты по отдельным элементам.