چگونگی توسعه کامپیوترها در 100سال‌آینده
کامپیوتر و رایانه‌ها با سرعتی فزاینده درحال‌پیشرفت بوده و سال‌های آینده به‌شکل چشمگیر توسعه پیدا خواهند کرد. به‌گزارش باشگاه خبرنگاران جوان؛ همه ما می‌دانیم فناوری رایانه‌ها با چه سرعتی درحال‌توسعه است. این توسعه به‌اندازه‌ای‌ست که گاهی به‌شوخی گفته می‌شود؛ وقتی شما از یک فروشگاه، رایانه‌ای جدید می‌خرید، به‌محض رسیدن به خانه، قدیمی می‌شود؛ ازطرفی، محدودیت خاصی برای میزان توسعه رایانه‌ها وجود دارد. «قانون مور» که توسط یک دانشمند آمریکایی به‌نام «گوردون مور» در سال ۱۹۶۵ ارائه شد، به این‌موضوع اشاره کرد که تعداد ترانزیستورهای روی یک تراشه با مساحت ثابت هر دوسال، تقریباً دوبرابر می‌شود؛ اما این سرعت درطول‌سال‌ها کاهش یافته است.
بافرض‌اینکه سازندگان ریزپردازنده‌ها بتوانند به «قانون مور» پایبند باشند، قدرت پردازش کامپیوترها باید هردوسال‌یک‌بار دوبرابر شود؛ به‌این‌معناکه کامپیوترها در ۱۰۰سال‌آینده 1.125.899.906.842.624برابر قدرتمندتر از مدل‌های فعلی خواهند بود که تصور آن غیرقابل‌باور به‌نظر می‌رسد. خود «گوردون مور» درمورد تداوم این قانون هشدار داد و در سال ۲۰۰۵ گفت: «وقتی ترانزیستورها کوچک می‌شوند، برای رسیدن به سطح اتمی ممکن است با موانع اساسی روبه‌رو شویم که نمی‌توانیم از آن‌ها عبور کنیم. دراین‌مرحله، ما نمی‌توانیم ترانزیستورهای بیشتری را در همان ناحیه ویفر سیلیکونی قرار دهیم».
ما ممکن است با ساختن تراشه‌های سیلیکونی بزرگ‌تر با ترانزیستورهای بیشتر، این مشکل را حل کنیم؛ اما ترانزیستورها گرما تولید کرده؛ و یک پردازنده داغ می‌تواند کامپیوتر را خاموش کند. کامپیوترها با پردازنده‌های سریع برای جلوگیری از داغیِ بیش‌ازحد، به سیستم‌های خنک‌کننده کارآمد نیاز دارند. هرچه پردازنده قدرتمندتر باشد، کامپیوتر هنگام کار با سرعت کامل، گرمای بیشتری را تولید می‌کند. راه‌حل دیگری که برای این‌موضوع درنظر گرفته‌اند، تغییر به معماری چندهسته‌ای‌ست. یک پردازنده چندهسته‌ای بخشی از قدرت پردازش را به هر هسته اختصاص می‌دهد که دربرخوردبا عملیات محاسباتی که می‌توانند به اجزای کوچک‌تر تقسیم شوند. این‌روش مؤثر به‌نظر می‌رسد؛ اما درمقابله‌با موانع محاسباتی بزرگ که نمی‌توان آن‌ها را تجزیه کرد، چندان مناسب نیست. کامپیوترهای آینده ممکن است به‌شکل ساختاری کاملاً متفاوتی نسبت به کامپیوترهای سنتی متکی باشند.
فناوری فیبر نوری کامپیوترها را متحول کرده است؛ زیرا فیبرهای نوری می‌توانند اطلاعات را با سرعت بسیاربالا منتقل کنند و مثل کابل‌های کلاسیک درمعرض تداخل الکترومغناطیسی قرار نمی‌گیرند؛ اما اگر کامپیوتری بسازیم که برای انتقال اطلاعات به‌جای برق از نور استفاده کند، چه؟ یکی از مزیت‌ها این‌است‌که سیستم فوتونیک گرمای کمتری نسبت به پردازنده ترانزیستورهای الکترونیکی معمولی تولید می‌کند و داده‌ها نیز با سرعت بیشتری منتقل می‌شوند؛ اما مهندسان دست‌کم تاکنون در خلق فوتوترانزیستور فشرده‌ای را که بتواند به‌صورت انبوه تولید شود، موفق نشده‌اند. دانشمندان مؤسسه «فدرال سوئیس» در زوریخ توانستند ترانزیستوری نوری به‌اندازه مولکول اتمی بسازند؛ اما دانشمندان مجبور شدند برای کارآمد‌کردن سیستم، مولکول را تا دمای منفی ۲۷۲درجه‌سانتی‌گراد یا 1درجه‌کلوین که درست بالاتر از دمای اتمی‌ست، خنک کنند. فوتوترانزیستورها می‌توانند بخشی از یک کامپیوتر کوانتومی شوند. برخلاف رایانه‌های سنتی که از اعداد یا بیت‌های باینری برای انجام عملیات استفاده می‌کنند؛ رایانه‌های کوانتومی، از کیوبیت‌های کوانتومی استفاده می‌کنند. 1بیت یا ۰ یا ۱ است و می‌توانید آن‌را به‌عنوان یک سوئیچ درنظر بگیرید که روشن یا خاموش است؛ اما 1کیوبیت می‌تواند هم‌زمان ۰ و ۱ یا هرچیزی بین این دو باشد.
یک کامپیوتر کوانتومی باید قادر به حل مسائل بزرگی باشد که می‌توان آن‌ها را سریع‌تر از یک کامپیوتر معمولی به مسائل کوچک‌تر تقسیم کرد. باید این‌نکته را درنظر داشت کامپیوترهای کوانتومی، طبیعتاً ناپایدار هستند. اگر وضعیت کوانتومی یک کامپیوتر بی‌نظم باشد، قدرت محاسباتی آن به‌اندازه یک کامپیوتر معمولی خواهد بود؛ مانند فوتوترانزیستور در «مؤسسه فدرال» سوئیس که کامپیوترهای کوانتومی در دمای منفی ۲۷۳.۱۶درجه نگهداری می‌شوند تا حالت‌های کوانتومی خود را حفظ کنند. ازطرفی، وضعیت آینده رایانه‌ها ممکن است در درون خود ما نهفته باشد؛ زیرا گروه‌هایی از دانشمندان درحال‌توسعه رایانه‌هایی هستند که از DNA برای پردازش اطلاعات استفاده می‌کنند. این ترکیب علم کامپیوتر و زیست‌شناسی می‌تواند راهی برای رسیدن به نسل بعدی رایانه‌ها باشد. یک دی‌ان‌ای رایانه می‌تواند چند مزیت نسبت به کامپیوترهای معمولی داشته باشد؛ مثلاً دی‌ان‌ای، منبع فراوان و ارزان است و اگر دانشمندان راهی برای مهار دی‌ان‌ای برای پردازش داده‌ها بیایند، انقلابی درزمینه کامپیوترها رخ خواهد داد. گستردگی استفاده از رایانه‌ها بیشتر در داستان‌های علمی،تخیلی رایج بوده و کامپیوترها دراین‌داستان‌ها بسیارکوچک و گسترده در همه‌جا هستند. در آینده، ممکن است سنسورهای کامپیوتری روی زمین وجود داشته باشد که می‌توانند سلامت فیزیکی شما را کنترل کنند یا رایانه‌هایی در ماشینتان که می‌توانند هنگام رانندگی به‌سمت محل کار به شما کمک کنند و حتی رایانه‌هایی که در هرجایی‌که بروید، تمام حرکات شما را ردیابی می‌کنند. این‌موضوع در‌عین‌اینکه ممکن است هیجان‌انگیز به‌نظر برسد؛ اما ترسناک نیز خواهد بود. از جنبه خوب، می‌توان به این‌موضوع اشاره کرد که شبکه‌های کامپیوتری به‌اندازه‌ای قدرتمند خواهند شد که ما همیشه یک اتصال سریع و مطمئن به اینترنت داریم. شما می‌توانید بی‌نگرانی درمورد وقفه این خدمات و اینکه کجا قرار دارید با هرکسی‌که انتخاب می‌کنید، ارتباط برقرار کنید. ازسویی، این امکان برای شرکت‌ها، دولت‌ها یا سایر سازمان‌ها نیز وجود دارد که هرکجا می‌روید، اطلاعات مربوط به شما را جمع‌آوری، نگهداری و به‌روز کنند.
می‌توان گفت با پروژه‌هایی مثل Wi-Fi و فناوری‌های مانند ۴G، LTE و WiMAX، در دهه گذشته شاهد گام‌هایی به‌سوی فراگیرشدن رایانه‌ها بوده‌ایم. شما می‌توانید یک گوشی هوشمند بخرید و در عرض چندثانیه به اطلاعات در شبکه جهانی وب دسترسی پیدا کنید. همچنین ممکن است شاهد تغییرات عظیمی در فناوری رابط کاربری باشیم. امروزه اکثر رایانه‌ها به رابط‌های ورودی فیزیکی مانند ماوس رایانه، صفحه‌کلید، ترک‌پد متکی هستند. همچنین برنامه‌های کامپیوتری وجود دارند که می‌توانند صدا یا حرکات چشم را ردیابی کنند. دانشمندان کامپیوتر و عصب‌شناسان درحال‌کار بر روی بسیاری از رابط‌های مغز و کامپیوتر هستند که به افراد اجازه می‌دهد کامپیوترها را فقط با استفاده از افکار خود کنترل کنند و باتوجه‌به این‌موضوع، ممکن است کامپیوترهای آینده فقط با افکار ما تعامل داشته باشند. پیش‌بینی اینکه در 100سال‌آینده، توسعه فناوری به چه مرحله‌ای خواهد رسید، دشوار است و لزوماً خطی یا لگاریتمی نیست. ممکن است چند‌‌دهه پیشرفت داشته باشیم و پس‌ازآن به دوره‌ای برسیم که با مشکلات غیرمنتظره‌ای مواجه شویم. هر اتفاقی‌که در آینده بیفتد، سخت‌افزاری که ما به آن متکی خواهیم بود، مطمئناً با کامپیوترهای امروزی بسیارمتفاوت هستند.