Nieograniczona wydajność komputerów to mit

Postępująca miniaturyzacja umożliwia budowanie coraz wydajniejszych mikroprocesorów. Naukowcy z uniwersytetu w Bostonie, Lev Levitin i Tommaso Toffoli, przekonują jednak, że za kilkadziesiąt lat nadejdzie moment, kiedy procesora nie da się już przyspieszyć. Na przeszkodzie staną prawa natury.

W latach 80. ubiegłego stulecia L. Levitin wyróżnił podstawową kwantową operację jednostkową którą mógłby wykonać komputer kwantowy. Teraz - do spółki z T. Toffolim - w artykule opublikowanym w magazynie Physical Review Letters zaprezentował wzór na najkrótszy możliwy czas wystąpienia tej operacji. Czas ten wyznacza limit wydajności wszystkich komputerów. Za pomocą opracowanego równania naukowcy obliczyli też, że w ciągu jednej sekundy idealny komputer kwantowy będzie w stanie wykonać 10 biliardów operacji więcej niż najwydajniejsze współczesne procesory.

Fizycy bostońskiej uczelni sądzą, że przy utrzymaniu obecnego tempa rozwoju technologicznego prawo Moore'a osiągnie "limit kwantowy" za ok. 75 - 80 lat. "Żaden system nie jest w stanie przekroczyć tej bariery. "Nie wynika ona z fizycznej natury systemu, sposobu jego implementacji, algorytmów obliczeniowych czy doboru sprzętu i oprogramowania. Ograniczenie to reprezentuje bezwzględne prawo natury, tak jak prędkość światła" - podkreśla L. Levitin.

Scott Aaronson, profesor Massachusetts Institute of Technology, jest jeszcze większym pesymistą - wg niego prawo Moore'a przestanie obowiązywać najpóźniej za 20 lat.

Słynne prawo Gordona Moore'a, obowiązujące już od ponad 40 lat, zakłada podwajanie się liczby tranzystorów w komputerowych procesorach w równych odstępach czasu. Początkowo współzałożyciel Intela, który je sformułował, mówił o 12 miesiącach, by po kilku latach uznać, że bardziej realna jest liczba 24 miesięcy. Tymczasem okazało się, że najbardziej zbliżony do rzeczywistości okres to ok. 18 miesięcy.

Układów opartych na krzemie nie można jednak zmniejszać w nieskończoność. W wyniku zastosowania najnowszych technologii produkcyjnych, dzięki którym rozmiary elementów procesora spadły poniżej 100 nanometrów, coraz bardziej palącą kwestią stają się zjawiska kwantowe - interferencje między elektronami.

Więcej informacji: Live Science


Zobacz również