Gennaio 2004Dop la tecnologia Mos : La nanotecnologia 1 Dopo la tecnologia MOS: La nanotecnologia gennaio 2004

Gennaio 2004Dop la tecnologia Mos : La nanotecnologia 2 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).

Gennaio 2004Dop la tecnologia Mos : La nanotecnologia 3 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 l’altra molecole di aminoacidi. E’ come scrivere una lunga frase usando molecole invece di lettere dell’alfabeto. Attenzione ! La nanotecnologia si prefigge di poter creare intere macchine complesse e non soltanto la parte elettronica di queste.

Gennaio 2004Dop la tecnologia Mos : La nanotecnologia 4 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.

Gennaio 2004Dop la tecnologia Mos : La nanotecnologia 5 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.

Gennaio 2004Dop la tecnologia Mos : La nanotecnologia 6 QUALI APPLICAZIONI PER LA NANOELETTRONICA Malgrado il progresso geometrico, la richiesta di velocità di elaborazione sempre più alte cresce più rapidamente dell’abilità di un computer con una sola unità centrale di soddisfarlo: pertanto vedremo sempre di più computer paralleli. L’Asci White, il computer più potente degli Stati Uniti in via di sviluppo dall’Ibm per conto del Lawrence Livermore National Laboratory, ha un’unità centrale composta da 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 microprocessori specializzati avrà la capacità di calcolo di 35 TFLOP/sec.

Gennaio 2004Dop la tecnologia Mos : La nanotecnologia 7 TENDENZE RIVOLUZIONARIE DI SVILUPPO COMPUTER RICONFIGURABILE COMPUTER INTELLIGENTE COMPUTER QUANTISTICO

Gennaio 2004Dop la tecnologia Mos : La nanotecnologia 8 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 l’architettura dell’hardware è controllata dal software. Questo computer offrirà la possibilità di riparare automaticamente i guasti e potrebbe anche creare il substrato hardware ideale per l’apprendimento automatico.

Gennaio 2004Dop la tecnologia Mos : La nanotecnologia 9 COMPUTER RICONFIGURABILE (2) Il computer intelligente è stato il sogno ancora non realizzato dell’intelligenza artificiale. Malgrado l’enorme progresso fatto, oggi non sappiamo ancora come fare macchine autonome e intelligenti. Il cervello è rimasto tuttora l’unico 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 dell’informazione – 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.

Gennaio 2004Dop la tecnologia Mos : La nanotecnologia 10 LA NUOVA ERA INFORMATICA SECONDO FAGGIN “Se dovessi prevedere quale sarà la nuova era che sostituirà l’era informatica, direi l’era della robotica intelligente basata sulla nanotecnologia. La tecnologia dell’era informatica sorse dalla tecnologia avanzata dell’era industriale – la telefonia – per poi creare la sua tecnologia specifica, la microelettronica e il microprocessore. Allo stesso modo mi aspetto che l’era robotica sorgerà dalla tecnologia avanzata dell’era informatica – la microtecnologia – per poi creare la sua tecnologia specifica, la nanotecnologia”.

Gennaio 2004Dop la tecnologia Mos : La nanotecnologia 11 LE APPLICAZIONI DELLE MACCHINE INTELLIGENTI Creare fabbriche automatiche flessibili Macchine agricole per l’agricoltura automatica Robot casalinghi Macchine autoguidanti di altissime presentazioni e sicurezza che apriranno la strada a nuove possibilità di veicoli terrestri aerei, navali e misti.

Gennaio 2004Dop la tecnologia Mos : La nanotecnologia 12 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 all’interno 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.