Dopo la tecnologia MOS:

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• Dopo la tecnologia MOS
• La nanotecnologia
• gennaio 2004

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LA NANOTECNOLOGIA (1)

• La nanotecnologia si prefigge di costruire
  macchine manipolando un atomo o una molecola
  alla volta, esattamente come fa la biologia. La
  differenza fondamentale è che la biologia
  richiede acqua mentre la nanotecnologia può
  essere secca.
• Una cellula vivente ha il diametro di qualche
  micrometro ed è essenzialmente un sacchettino
  microscopico contenente acqua e una grande
  varietà di molecole inorganiche, organiche e
  biomolecole, queste ultime con dimensioni da uno
  a dieci nanometri.
• Le biomolecole sono fatte aggregando un gran
  numero di molecole organiche e inorganiche più
  semplici (una nanomacchina).

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LA NANOTECNOLOGIA (2)

• Molte di queste molecole sono proteine,
  costruite, molecola dopo molecola, da minuscole
  fabbriche, i ribosomi, che leggono le istruzioni
  scritte su una lunga molecola di acido
  ribonucleico (RNA) una specie di nastro dove le
  istruzioni sono codificate dalla sequenza di
  quattro molecole specifiche e attaccano una
  dopo laltra molecole di aminoacidi. E come
  scrivere una lunga frase usando molecole invece
  di lettere dellalfabeto.
• Attenzione ! La nanotecnologia si prefigge di
  poter creare intere macchine complesse e non
  soltanto la parte elettronica di queste.

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LA NANOTECNOLOGIA (3)

• La microelettronica sta alla microtecnologia come
  la nanoelettronica sta alla nanotecnologia.
• Mems (Micro electrical mechanical systems)
  micromacchine meccaniche ed elettriche fatte di
  silicio che contengono motorini elettrici,
  ingranaggi, pompe, milioni di specchietti mobili,
  etc.

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IL NANOTUBO

• Il nanotubo è un tubo del diametro di poco più di
  un nanometro, le cui pareti sono costituite da
  atomi di carbonio disposti in un reticolato di
  esagoni che si ripetono ad intervalli regolari (è
  una nuova forma di cristallizzazione del
  carbonio, scoperta per caso nel 1991).
• Il nanotubo può avere delle caratteristiche
  elettriche straordinarie se si aggiungono atomi
  di altri elementi chimici in posizioni
  strategiche. Può essere un conduttore, un
  isolante, un semicondutttore o addirittura un
  superconduttore. Può anche essere un laser.
• Comunque non è ancora possibile dichiarare il
  nanotubo il materiale che sostituirà il silicio.
  Ci vorranno una decina di anni prima di superare
  tutti gli ostacoli e dimostrare che esso ha la
  concreta possibilità di farlo, e poi ci vorranno
  altri dieci anni prima di portarlo in produzione.

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QUALI APPLICAZIONI PER LA NANOELETTRONICA

• Malgrado il progresso geometrico, la richiesta di
  velocità di elaborazione sempre più alte cresce
  più rapidamente dellabilità di un computer con
  una sola unità centrale di soddisfarlo pertanto
  vedremo sempre di più computer paralleli.
• LAsci White, il computer più potente degli Stati
  Uniti in via di sviluppo dallIbm per conto del
  Lawrence Livermore National Laboratory, ha
  ununità centrale composta da 8.192
  microprocessori standard. Questo computer è in
  grado di fare 7 TFLOP/sec. E avrà fra qualche
  anno un sistema di dischi magnetici in grado di
  immagazzinare fino a 2 peta bytes.
• Pochi mesi fa il Giappone ha annunciato che la
  Nec sta completando un nuovo supercomputer,
  chiamato Japanese Earth Simulator, che con 5.104
  microprocessori specializzati avrà la capacità di
  calcolo di 35 TFLOP/sec.

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TENDENZE RIVOLUZIONARIE DI SVILUPPO

• COMPUTER RICONFIGURABILE
• COMPUTER INTELLIGENTE
• COMPUTER QUANTISTICO

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COMPUTER RICONFIGURABILE (1)

• Il computer riconfigurabile sarà costruito usando
  hardware contenente milioni di porte logiche le
  cui interconnessioni sono elettricamente
  programmabili.
• Nel computer riconfigurabile, anche
  larchitettura dellhardware è controllata dal
  software.
• Questo computer offrirà la possibilità di
  riparare automaticamente i guasti e potrebbe
  anche creare il substrato hardware ideale per
  lapprendimento automatico.

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COMPUTER RICONFIGURABILE (2)

• Il computer intelligente è stato il sogno ancora
  non realizzato dellintelligenza artificiale.
  Malgrado lenorme progresso fatto, oggi non
  sappiamo ancora come fare macchine autonome e
  intelligenti.
• Il cervello è rimasto tuttora lunico esempio
  esistente di una macchina intelligente e
  autonoma, però il suo funzionamento è ancora
  essenzialmente un mistero.
• Lo studio del cervello come organo di
  elaborazione dellinformazione non come organo
  biologico da poco iniziato, fornirà nuovi
  modelli fondamentali per la realizzazione di
  macchine intelligenti (macchine capaci di
  imparare da sole, invece di dover essere
  programmate). Queste a loro volta saranno la base
  della vera robotica, che ancora non esiste.

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LA NUOVA ERA INFORMATICA SECONDO FAGGIN

• Se dovessi prevedere quale sarà la nuova era che
  sostituirà lera informatica, direi lera della
  robotica intelligente basata sulla
  nanotecnologia. La tecnologia dellera
  informatica sorse dalla tecnologia avanzata
  dellera industriale la telefonia per poi
  creare la sua tecnologia specifica, la
  microelettronica e il microprocessore. Allo
  stesso modo mi aspetto che lera robotica
  sorgerà dalla tecnologia avanzata dellera
  informatica la microtecnologia per poi creare
  la sua tecnologia specifica, la nanotecnologia.

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LE APPLICAZIONI DELLE MACCHINE INTELLIGENTI

• Creare fabbriche automatiche flessibili
• Macchine agricole per lagricoltura automatica
• Robot casalinghi
• Macchine autoguidanti di altissime presentazioni
  e sicurezza che apriranno la strada a nuove
  possibilità di veicoli terrestri aerei, navali e
  misti.

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IL COMPUTER QUANTISTICO

• Invece di operare sui bit di informazione opera
  su qubits, bit di informazione che sono
  simultaneamente sia uno che zero.
• Durante le operazioni di calcolo del computer
  quantistico non è possibile sapere nulla su
  quanto avviene allinterno del computer, tranne
  che i qubits diventano bit convenzionali quando è
  pronta la risposta finale.
• Permetterà di accelerare di molti ordini di
  grandezza la capacità di calcolo del computer
  classico, rendendo possibile la soluzione di
  problemi considerati insolvibili con i computer
  tradizionali.
• Il computer quantistico richiederà una tecnologia
  completamente nuova che si basa esclusivamente
  sulle proprietà ondulatorie di atomi e molecole.