Computerchips: hoeveel kleiner worden ze nog? (video)

Door: Redactie - 11 juli 2022 |

De Wet van Moore stelt dat elke 2 jaar het aantal transistors op een chip verdubbelt. Al jaren heeft hij gelijk, want het aantal transistors groeit expontentieel, maar de computerchips worden steeds kleiner. Dat wordt nu bijna fysiek onmogelijk. Hoe ziet de toekomst van computer chips er dan uit als ontwikkelaars niet verder kunnen verkleinen?

De toekomst van computerchips in een wereld van kwantummechanica

Er is een aanzienlijke vooruitgang geboekt in de wereld van computerchips. De laatste decennia hebben we gezien hoe de grootte van transistors aanzienlijk is afgenomen, waardoor er meer transistors op een chip passen en de rekenkracht van computers toeneemt. Echter, naarmate de transistors kleiner worden, komen we dichter bij het punt waarop kwantumeffecten een belangrijke rol gaan spelen. Dit roept de vraag op: wat betekent dit voor de toekomst van elektronica?

Limieten van miniaturisatie

Volgens de wet van Moore zal het aantal transistors op computerchips ongeveer elke twee jaar verdubbelen. Dit is echter geen eeuwigdurende trend. Naarmate de grootte van de transistors afneemt, worden de effecten van kwantummechanica belangrijker. Op kwantumniveau kunnen elektronen ‘tunnelen’ door barrières heen, waardoor ze op onvoorspelbare plaatsen terechtkomen. Dit fenomeen, bekend als kwantumtunneling, kan leiden tot ongewenste elektrische lekken en een verhoogde warmteproductie.

Rol van kwantummechanica

Kwantummechanica beschrijft het gedrag van deeltjes op atomaire en subatomaire schaal. Wanneer transistors krimpen tot de grootte van slechts een paar atomen, worden de regels van de kwantummechanica van toepassing. Bijvoorbeeld, volgens het onzekerheidsprincipe van Heisenberg is het onmogelijk om tegelijkertijd de exacte positie en snelheid van een deeltje te kennen. Dit brengt aanzienlijke uitdagingen met zich mee voor het ontwerpen van transistors op deze schaal.

Uitdagingen computerchips voor de toekomst

Hoewel kwantumeffecten problemen kunnen veroorzaken bij het verder verkleinen van transistors, bieden ze ook nieuwe mogelijkheden. Kwantumcomputers, die gebruikmaken van de principes van de kwantummechanica, hebben het potentieel om bepaalde soorten berekeningen veel sneller uit te voeren dan traditionele computers. Hierdoor zouden ze in staat kunnen zijn om problemen op te lossen die momenteel te complex zijn voor conventionele computers.

Het is duidelijk dat de voortdurende miniaturisatie van computerchips op een bepaald punt zal stuiten op de limieten van de kwantummechanica. Dit zal uitdagingen met zich meebrengen, maar ook nieuwe mogelijkheden openen voor de ontwikkeling van kwantumcomputers. Ingenieurs en wetenschappers zullen innovatieve oplossingen moeten bedenken om deze uitdagingen het hoofd te bieden en de toekomst van de elektronica veilig te stellen.

De video is gemaakt door Cooler Media

Bekijk ook: