В поисках замены электрону
В окружающих нас компьютерах для переноса информации используются электроны, однако в связи с естественными физическими ограничениями ученые уже ищут новые, альтернативные носители информации. Представляем вам два перспективных направления в поиске замены электрону.
 Сделан важный шаг в спинтронике (спиновая электроника) - многообещающей области квантовой электроники, использующей в качестве основного носителя информации не заряды, а особые квантовые характеристики - спины электронов. Электрон, как и другие элементарные частицы, обладает особой характеристикой - спином. Спин электрона может принимать два значения в зависимости от направления вращения электрона (по-английски spin - вращение), то есть иметь два направления - условные "вверх" и "вниз", которые и используются в качестве логических 0 и 1. Спинтроника использует спины в качестве основного физического носителя информации, тогда как обычная электроника полагается на заряды.
Заряд электрона неизменен, поэтому в обычной электронике для операций необходимо перемещать электроны (убирать их или, наоборот, доставлять на нужное место), тогда как в спинтронике можно менять спины электронов, не затрачивая энергию на перенос самих частиц. Это, а также способность спинтронных элементов памяти сохранять данные даже при отключенном питании, позволяют надеяться, что в будущем спинтроника окажется более быстрым, дешевым и надежным способом обработки информации.
Ученые университета (которые в мае 2007 года впервые экспериментально доказали возможность изготовления спинтронных устройств из кремния) смогли передать спин на огромное для микротехнологий расстояние: через целую кремниевую "вафлю" (тонкую пластинку размером несколько сантиметров). Иными словами, они добились того, чтобы поведение электронов на одном конце "вафли" зависело от спина нужных электронов на другом конце.
По мнению исследователей, теперь доказано, что в кремниевых спинтронных устройств возможна эффективная передача информации.
Развитие спинтроники стало возможным во многом благодаря открытию эффекта гигантского магнетосопротивления, позволяющего влиять на свойства электронов при помощи магнитного поля.
Ученые из Национального университета Сингапура работают над компьютером, в котором функциональными аналогами электронов выступают фононы - квазичастицы, представляющие собой кванты колебательного движения атомов твердого тела.
Коротко говоря, электрический ток в фотонном компьютере заменен теплом. Парадоксально, но в современных компьютерах тепловая энергия рассматривается как вредный фактор - достаточно вспомнить, какие усилия приходится прилагать конструкторам, чтобы обеспечить эффективное охлаждение систем.
| 
