Nano-ordinateur

Les nano-ordinateurs sont des ordinateurs dont les dimensions physiques peuvent être mesurées en micromètres. Le nano-ordinateur fait partie des nanotechnologies émergentes. Les chercheurs et les prospectivistes proposent ou suggèrent plusieurs types de nano-ordinateurs. Le fonctionnement des nano-ordinateurs électroniques est similaire à celui des micro-ordinateurs. L'échelle physique est la principale différence. Chaque année, les puces de silicium contiennent de plus en plus de transistors ; on assiste à l'évolution des circuits intégrés (CI), dont la capacité de stockage et la puissance de traitement ne cessent de croître. Les limites du nombre de transistors dans un volume donné sont imposées par la structure des atomes. La technologie n'a pas encore atteint cette limite, selon la plupart des ingénieurs. Dans le domaine de l'électronique, le terme "nano-ordinateur" est relatif. Selon les normes des années 1970, les microprocesseurs ordinaires d'aujourd'hui pourraient être qualifiés de nanodispositifs. Les nano-ordinateurs biochimiques et chimiques pourraient stocker et traiter des informations biochimiques. Ils le feraient sous la forme d'interactions et de structures chimiques. Les nano-ordinateurs biochimiques existent déjà dans la nature ; ils sont manifestes dans tous les êtres vivants. Mais ces systèmes sont largement incontrôlables par l'homme. Par exemple, nous ne pouvons pas programmer un arbre ou un anticorps pour combattre une maladie spécifique. Toutefois, la science médicale se rapproche de l'idéal lorsqu'il s'agit de développer des médicaments antiviraux, des vaccins et des antibiotiques. Un véritable nano-ordinateur chimique sera probablement développé de la même manière que le génie génétique. Les ingénieurs devront trouver le moyen de contrôler des molécules et des atomes individuels pour effectuer des calculs et stocker des données. Pour coder les données, les nano-ordinateurs mécaniques utilisent de petites pièces mobiles appelées "nanogears". Une telle machine rappelle les moteurs analytiques de Charles Babbage au XIXe siècle. Pour cette raison, la technologie des nano-ordinateurs mécaniques a suscité une controverse ; certains chercheurs la considèrent comme irréalisable. Selon les critiques, les nano-ordinateurs mécaniques multiplieront par un million tous les problèmes inhérents au système de Babbage. Néanmoins, certains futurologues sont optimistes quant à cette technologie et ont même proposé l'évolution de nanorobots qui pourraient faire fonctionner ou être contrôlés par des nano-ordinateurs mécaniques.

Le nano-ordinateur quantique stocke les données sous forme d'états quantiques atomiques, de spin ou d'états quantiques atomiques. Cette technologie est actuellement développée dans les mémoires à électron unique (SEM), et les points quantiques. L'état d'énergie d'un électron dans un atome, représenté par le niveau d'énergie ou la coquille de l'électron, peut théoriquement représenter un, deux, quatre, huit ou même 16 bits de données. Cette technologie présente un problème majeur : l'instabilité. Les états d'énergie instantanés des électrons sont difficiles à prévoir et encore plus difficiles à contrôler. Un photon peut être émis par un électron, ce qui peut amener l'électron à passer à un état d'énergie inférieur et à l'émettre sous forme de photon. À l'inverse, un électron peut passer à un état d'énergie supérieur lorsqu'il frappe un atome.