Nach dem, was ich gelesen habe, scheint das Problem bei modernen Halbleitern / Elektronik Quantentunneln und Wärme zu sein. Die Wurzel dieser Probleme liegt in der Größe der Geräte. Die Elektronen treten aus und Ströme bringen aktive Materialien zum Schmelzen.
Wie weit sind wir in dieser Hinsicht? Können wir unsere Geräte noch kleiner machen? Was wird getan, um Fortschritte bei der Rechenleistung aufrechtzuerhalten? Was ist die Hauptforschung, insbesondere in der Quantenmechanik und in der Festkörperphysik, um mit weniger Energie und Platz schneller zu rechnen?
Die Hauptlösung besteht darin, Silizium ganz aufzugeben, da es im Vergleich zu einigen Verbindungshalbleitern (wie GaAs) sehr ineffizient ist. Jedoch wird GaAs schließlich die gleichen Grenzen erreichen. Auf jeden Fall kann man nicht wirklich einen Transistor aus einem halben Atom machen, daher gibt es einige physikalische Grenzen, wie klein man einen Transistor machen kann, und wir sind dem sehr nahe. Daher liegt der aktuelle Fokus auf der billigen und weitverbreiteten Verwendung von Verbindungshalbleitern.
Nun, Intel scheint oft etwas Material zu finden, um näher an die physikalische Grenze zu kommen. Aber die Grenze kann nicht erreicht werden, Ihr Transistor benötigt mindestens 1 Atom.
Eine weitere Grenze liegt in der Taktfrequenz, die im Wesentlichen auf die intrinsische Eigenschaft des Materials (Beweglichkeit oder Geschwindigkeit von Elektronen) zurückzuführen ist. Graphen könnte gute Chancen für seine ultrahohe Mobilität haben.
Eine praktikable Lösung dürfte Parallel Computing sein, da die CPU unserer PCs immer mehr physikalische Kerne hat. GPU-Computing ist ein weiterer Ausweg.
Was Quantencomputer betrifft, ist es sehr schwer zu sagen, da es viele theoretische und technische Hindernisse gibt.