Как нанотехнологии революционизируют информационно-коммуникационные технологии

Нравится ли вам эта история?

Информационные и коммуникационные технологии — важный и быстрорастущий промышленный сектор с высокой степенью инноваций. Огромный прогресс достигнут переходом от традиционной к нанотехнологической электронике. Нанотехнологии создали огромные изменения в информационно-коммуникационных технологиях.

Прорывные области

Прорыв в информационно-коммуникационных технологиях благодаря нанотехнологиям может произойти в два этапа. Первый этап — нисходящий подход миниатюризации, который перенесет обычные микроструктуры через границу к нанотехнологиям. Во-вторых, в более длительной перспективе, восходящие наноэлектроника и наносистемная инженерия появятся, используя технологии, такие как процессы самоорганизации для сборки схем и систем.

Развития

Развитие происходит в ультраинтегрированных (опто)электрониках в сочетании с мощной беспроводной технологией как дешевых массовых продуктах, ультраминиатюризации, проектировании инновационных датчиков, производстве дешевых и мощных политронных схем, новых системных архитектурах, использующих нанотехнологии для будущих ДНК-вычислений, которые являются интерфейсом к биохимическим процессам, и квантовым вычислениям, которые могут решать проблемы, для которых нет эффективных классических алгоритмов. Благодаря развитию наноэлектронных компонентов, квантовая криптография для военных и разведывательных приложений возникает.

Хранение памяти

Хранение памяти до появления нанотехнологий опиралось на транзисторы, но теперь реконфигурируемые массивы формируются для хранения больших объемов данных в малом пространстве. Например, мы можем ожидать появление магнитных ОЗУ и резонансных туннельных элементов в логических схемах в ближайшем будущем. Каждый отдельный нанобит устройства хранения памяти используется для хранения информации. Молекулярная электроника на основе углеродных нанотрубок или органических макромолекул будет использоваться.

Полупроводники

Наноусиление и встраивание чипов используется для построения полупроводниковых устройств, которые могут даже поддерживать и нейтрализовать электрический поток. Интегрированные наносхемы используются в кремниевых чипах для уменьшения размера процессоров. Подходы, обещающие успех в среднесрочной перспективе, включают, например, логику быстрого одиночного квантового потока (RSFQ) или одиночные электронные транзисторы.

Дисплеи и аудиоустройства

Качество изображения и разрешение дисплейных устройств улучшились с помощью нанотехнологий. Нанопикселизация этих устройств делает картинку ощущаемой реальной. Аналогично частота модуляции в аудиоустройствах была оцифрована до миллиардной части сигналов.

Обработка и передача данных

В области обработки и передачи данных развитие электронных, оптических и оптоэлектронных компонентов ожидается привести к более низкой стоимости или более точным процессам в области производственной технологии. Разработка наномасштабных логических и хранилищных компонентов ведется для текущей доминирующей CMOS-технологии с использованием квантовых точек и углеродных нанотрубок. Фотонные кристаллы имеют потенциал для использования в чисто оптических схемах как основа для будущей обработки информации, основанной исключительно на свете (фотоника). В молекулярной электронике нанотехнологии могут использоваться для сборки электронных компонентов с новыми характеристиками на атомном уровне, с преимуществами, включая потенциально высокую плотность упаковки. Меньшие, быстрее и лучшие компоненты на основе квантово-механических эффектов, новых архитектур и новой биохимической концепции вычислений, называемой ДНК-вычислениями, возможны с нанотехнологиями. Новое явление, называемое эффектом «квантового миража», может позволить передачу данных внутри будущих наномасштабных электронных схем, слишком малых для использования проводов.

Будущие области нанотехнологий

Нанотехнологии — следующая промышленная революция, и телекоммуникационная отрасль будет радикально трансформирована ею в будущем. Нанотехнологии революционизировали телекоммуникации, вычисления и сети. Появляющиеся инновационные технологии:

*Наноматериалы с новыми оптическими, электрическими и магнитными свойствами

*Более быстрые и меньшие некремниевые чипсеты, память и процессоры

*Новые-научные компьютеры на основе квантовых вычислений

*Продвинутые микроскопические и производственные системы

*Более быстрые и меньшие телекоммутаторы, включая оптические коммутаторы

*Высокоскоростные явления передачи на основе плазмоники и других квантовых явлений

* Наномасштабные МЭМС: микро-электро-механические системы