电子芯片发展遭遇物理极限

深蓝色的畅想

电子芯片发展遭遇物理极限

在介绍“大神”DNA计算机前，我们要先讲讲它的“前辈”——电子计算机。

别看电子计算机能为我们解决很多难题，但对于一些难度较大的数学问题，它也束手无策。例如，哈密尔敦路径问题，即假定存在多座城市，计算机要规划出一条经每座城市且不重复的最短路线。当城市数量少时，电子计算机或许能在短时间内给出答案，但当城市数量多至100个时，电子计算机就会“忙不过来”，要找出这条路线或许需要数百年。

在生活中，我们或许很少会遇到这类“烧脑”难题，但在大数据时代，由于数据存储量的激增，大体量计算任务也会随之增多。

“如今，传统电子计算机的算力逐渐接近‘天花板’，未来可能无法满足巨大的计算需求。” 厦门大学信息科学与技术学院教授刘向荣介绍道，为了提高计算机的运算速度，其内部电路的集成度会越来越高，芯片上的晶体管也会愈发密集。目前管道之间的距离约为10纳米，该距离一旦小于1纳米，就会出现问题。比如，电子在运动过程中将穿过晶体管壁，“乱成一锅粥”，无法再形成稳定有序的电路，致使计算无法正常进行。

“按照摩尔定律的说法，集成电路上可容纳的元器件的数目每隔约18到24个月便会增加一倍。”刘向荣说。

不过随着芯片技术的不断发展，摩尔定律也逐渐遇到了物理法则的限制。目前，晶体管的体积已达到纳米级别，继续缩小的可能性正在变小，摩尔定律所预言的发展轨迹似乎已再难延续。

于是，部分科学家开始寻找能力更强大的、可突破目前电子计算机瓶颈的下一代计算机。