کامپیوترهای مدرن روز به روز پیشرفت می‌کنند. یکی از دلایل این موضوع بالا رفتن قدرت پردازنده‌ی آن‌هاست. تقریباً هرهجده ماه یک بار تعداد ترانزیستورهایی که می‌توان در مدارهای یکپارچه درون تراشه‌های سیلیکونی قرار داد دوبرابر می‌شود.
به این موضوع قانون مور می‌گویند که مؤسس شرکت اینتل، گوردن مور در سال 1965 به آن پی برد. به همین دلیل تکنولوژی با چنین سرعت بالایی پیشرفت کرده است.

قانون مور دقیقاً چیست؟

قانون مور به معنی سریع‌تر و کم مصرف‌تر شدن تراشه‌ها و همزمان ارزان‌تر شدن ساخت آن‌هاست. این قانون یکی از مهم‌ترین قوانین مهندسی الکترونیکی در چندین دهه اخیر بوده است.
اما یک روز قانون مور پایان خواهد یافت. درحالی که سال‌هاست درمورد پایان آن صحبت می‌شود اما به نظر می‌رسد که به زودی به پایان آن خواهیم رسید.
درست است که پردازنده‌ها هرروز سریع‌تر و ارزان‌تر می‌شوند و ترانزیستورهای بیشتری را می‌توان در آن‌ها جا داد اما با تکرار هر تراشه کامپیوتر، ارتقای عملکرد با سرعت بسیار کمتری نسبت به گذشته انجام می‌شود.
درحالی که واحدهای پردازش مرکزی (CPU) مهندسی و مشخصات تکنیکی بهتری دارند اما ارتقای عملکرد آن‌ها با سرعتی بسیار پایین‌تر از گذشته انجام می‌شود.

دلیل اهمیت قانون مور چیست؟

وقتی که قانون مور نهایتاً به پایان برسد تراشه‌های سیلیکونی دیگر قادر نخواهند بود ترانزیستورهای بیشتری را در خود جای دهند. در نتیجه برای ارتقای تکنولوژی در آینده و ایجاد نسل جدید نوآوری‌ها نیاز به یک جایگزین برای کامپیوترهای مبتنی بر سیلیکون خواهد بود.
اگر جایگزینی برای قانون مور پیدا نشود تکنولوژی متوقف خواهد شد.

جایگزین‌های موجود برای تراشه‌های کامپیوتر سیلیکونی
با پیشرفت تکنولوژی کامپیوترهای مبتنی بر سیلیکون به زودی به نهایت خود می‌رسند. زندگی مدرن به تراشه‌های نیمه رسانای مبتنی بر سیلیکون متکی هستند که تکنولوژی ما، از کامپیوتر و گوشی هوشمند گرفته تا حتی محصولات پزشکی را تغذیه می‌کند متکی است.
البته تراشه‌های مبتنی بر سیلیکون هنوز به آخر خط خود نرسیده‌اند اما دیگر پیشرفت تکنولوژی مانند گذشته سرعت ندارد. با این حال ما باید به فکر یک جایگزین برای آن باشیم.
کامپیوترها و تکنولوژی آینده باید بسیار قوی باشند. به همین دلیل ما به چیزی فراتر از تراشه‌های کامپیوتری مبتنی بر سیلیکون نیاز داریم. یه جایگزین احتمالی برای آن وجود دارد:

1- کامپیوترهای کوانتومی

گوگل، IBM، اینتل و بسیاری از شرکت‌های دیگر در تلاشند تا اولین کامپیوترهای کوانتومی را تولید کنند. با استفاده از فیزیک کوانتومی این کامپیوترها با استفاده از کیوبیت نیروی پردازش غیرقابل تصوری را فراهم می‌کنند. کیوبیت بسیار بیشتر از ترانزیستورهای سیلیکونی قوی هستند.
اما برای استفاده از کامپیوترهای کوانتومی فیزیک دانان باید موانع بسیار زیادی را پشت سر بگذارند. یکی از این موانع این است که بفهمند چگونه ماشین‌های کوانتومی می‌تواند یک وظیفه خاص را بسیار بهتر از یک تراشه کامپیوتر معمولی انجام دهد.

2- نانو لوله کربنی و گرافن

گرافن یک ماده بسیار کاربردی است که در سال 2004 کشف شد. تیم دانشمندانی که روی آن کار می‌کرد برای این کشفشان موفق به دریافت جایزه‌ی نوبل شدند.
این ماده بسیار قوی است و می‌تواند رسانای گرما و برق باشد. گرافن در ضخامت یک اتم با ساختار شبکه‌ای شش ضلعی است که به وفور یافت می‌شود. با این حال ممکن است سال‌ها طول بکشد تا گرافن برای مصارف تجاری مورد استفاده قرار گیرد.
یکی از بزرگ‌ترین مشکلات پیش روی گرافن این است که نمی‌توان از آن به عنوان سوئیچ استفاده کرد. برخلاف نیمه رساناهای سیلیکونی که می‌توان آن‌ها را با جریان الکتریکی روشن و یا خاموش کرد که کدهای باینری یا همان صفر و یک‌هایی که باعث می‌شود کامپیوتر کار کند را تولید می‌کند اما گرافن این کار را نمی‌کند.
در نتیجه نمی‌توان کامپیوترهای مبتنی بر گرافن را هیچ‌گاه خاموش کرد.
نانو لوله‌های کربن و گرافن بسیار جدید هستند. درحالی که تراشه‌های کامپیوتری مبتنی بر سیلیکونی دهه‌هاست در حال توسعه هستند اما گرافن تنها 14 سال است که کشف شده. اگر قرار باشد که گرافن در آینده جایگزین سیلیکون شود کارهای بسیار زیادی باید انجام گیرد.
این تکنولوژی فعلاً در حد تئوری است. اما لپ‌تاپ‌های انعطاف پذیر، ترانزیستورهای خیلی سریع، گوشی‌های نشکن و خیلی چیزهای دیگر با تکنولوژی گرافن ممکن خواهند شد.

3- منطق نانومغناطیسی

نانومغناطیس نیز یک جایگزین بسیار خوب برای کامپیوترهای سیلیکونی است. نانومغناطیس با استفاده از منطق نانومغناطیسی داده‌های کامپیوتری را جابه‌جا می‎‌کنند و این کار را با استفاده از مغناطیس بای استیبل استفاده می‌کند که با استفاده از لیتوگرافی به ساختار سلولی مدار متصل می‌شود.
منطق نانومغناطیس مانند ترانزیستورهای سیلیکونی کار می‌کند اما به جای این که برای ساخت کد باینری ترانزیستورها را خاموش و روشن کند اما سوئیچ کردن حالت مغناطیسی کردن استفاده می‌کند. استفاده از تداخلات دوقطبی- دوقطبی بین قطب‌های شمال و جنوب هر آهن‌ربا این اطلاعات باینری را پردازش می‌کند.
از آنجایی که منطق نانومغناطیس به جریان الکتریکی بستگی دارد مصرف انرژی آن بسیار پایین است. این قابلیت آن را به جایگزینی مناسب تبدیل می‌کند چرا که با محیط زیست سازگار است.

کدام جایگزین تراشه سیلیکونی بهتر است؟

کامپیوترهای کوانتومی، گرافن و منطق نانومغناطیس همه جایگزین‌های خوبی برای کامپیوترهای سیلیکونی به نظر می‌رسند و همه مزایا و مضرات خود را دارند.
اما به نظر می‌رسد که نانومغناطیس جایگزین احتمالی باشد. از آنجایی که کامپیوترهای کوانتومی هنوز در حد تئوری هستند و با وجود مشکلات پیش روی گرافن کامپیوترهای نانومغناطیسی جایگزین‌های بهتری می‌توانند باشند.
هنوز راه زیادی را باید رفت. قانون مور و کامپیوترهای مبتنی بر تراشه سیلیکونی هنوز تا زمانی که جایگزینی برای آن پیدا شود سرجای خود خواهند بود. هنوز برای یافتن جایگزین کارهای بسیار زیادی باید صورت گیرد.