Comment la nanotechnologie révolutionne les technologies de l'information et de la communication

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La technologie de l'information et de la communication est un secteur industriel important et en croissance rapide avec un taux d'innovation élevé. D'énormes progrès ont été réalisés en passant de l'électronique traditionnelle à l'électronique nanotechnologique. La nanotechnologie a créé un changement énorme dans les technologies de l'information et de la communication.

Domaines de percée

La percée dans les technologies de l'information et de la communication due à la nanotechnologie peut se produire en deux étapes. La première étape est l'approche de miniaturisation top-down qui fera passer les microstructures conventionnelles à la frontière de la nanotechnologie. Deuxièmement, à plus long terme, la nanoélectronique et l'ingénierie de nanosystèmes bottom-up émergeront en utilisant des technologies telles que le processus d'auto-organisation pour assembler des circuits et des systèmes.

Développements

Les développements ont lieu sur l'ultra-intégration (opto)électronique combinée avec une puissante technologie sans fil en tant que produits de masse à bas prix, l'ultra-miniaturisation, la conception de capteurs innovants, la production de circuits polytroniques bon marché et puissants, de nouvelles architectures de systèmes utilisant la nanotechnologie pour l'informatique ADN future qui est une interface aux processus biochimiques et l'informatique quantique qui peut résoudre des problèmes pour lesquels il n'existe pas d'algorithmes classiques efficaces. En raison du développement de composants nanoélectroniques, la cryptographie quantique pour les applications militaires et de renseignement émerge.

Stockage de mémoire

Le stockage de mémoire avant l'avènement de la nanotechnologie reposait sur les transistors, mais maintenant des réseaux reconfigurables sont formés pour stocker de grandes quantités de données dans un petit espace. Par exemple, nous pouvons nous attendre à voir l'introduction de RAM magnétiques et d'éléments de tunnel résonnants dans les circuits logiques dans un avenir proche. Chaque nanobit d'un dispositif de stockage de mémoire est utilisé pour stocker de l'information. L'électronique moléculaire basée sur les nanotubes de carbone ou les macromolécules organiques sera utilisée.

Semi-conducteurs

L'amplification nano et l'intégration de puces sont utilisées pour construire des dispositifs semi-conducteurs qui peuvent même maintenir et neutraliser le flux électrique. Les nanocircuits intégrés sont utilisés dans les puces de silicium pour réduire la taille des processeurs. Les approches prometteuses pour le moyen terme incluent par exemple la logique quantique à flux unique rapide (RSFQ) ou les transistors à un seul électron.

Dispositifs d'affichage et audio

La qualité d'image et la résolution des dispositifs d'affichage se sont améliorées grâce à la nanotechnologie. La nanopixellisation de ces dispositifs rend l'image réelle. De même, la modulation de fréquence dans les dispositifs audio a été numérisée au milliardième de bit de signaux.

Traitement et transmission de données

Dans le domaine du traitement et de la transmission de données, le développement de composants électroniques, optiques et optoélectroniques devrait mener à des processus à moindre coût ou plus précis dans le domaine de la technologie de fabrication. Le développement de composants logiques et de stockage à l'échelle nanométrique est réalisé pour la technologie CMOS actuellement dominante en utilisant des points quantiques et des nanotubes de carbone. Les cristaux photoniques ont un potentiel pour une utilisation dans des circuits purement optiques comme base pour le traitement futur de l'information basé uniquement sur la lumière (photonique). Dans l'électronique moléculaire, la nanotechnologie peut être utilisée pour assembler des composants électroniques avec de nouvelles caractéristiques au niveau atomique, avec des avantages incluant une densité d'empaquetage potentiellement élevée. Des composants plus petits, plus rapides et meilleurs basés sur des effets quantiques, de nouvelles architectures et un nouveau concept d'informatique biochimique appelé informatique ADN sont possibles avec la nanotechnologie. Le nouveau phénomène, appelé l'effet « mirage quantique », pourrait permettre le transfert de données dans de futurs circuits électroniques à l'échelle nanométrique trop petits pour utiliser des fils.

Futurs domaines de la nanotechnologie

La nanotechnologie est la prochaine révolution industrielle et l'industrie des télécommunications sera radicalement transformée par elle à l'avenir. La nanotechnologie a révolutionné les industries des télécommunications, de l'informatique et du réseautage. Les technologies d'innovation émergentes sont :

* Nanomatériaux avec de nouvelles propriétés optiques, électriques et magnétiques

* Jeux de puces, mémoire et processeurs non basés sur le silicium, plus rapides et plus petits

* Nouveaux ordinateurs basés sur l'informatique quantique

* Systèmes de microscopie et de fabrication avancés

* Commutateurs télécoms plus rapides et plus petits, y compris les commutateurs optiques

* Phénomènes de transmission à plus haute vitesse basés sur la plasmonique et d'autres phénomènes de niveau quantique

* MEMS à l'échelle nanométrique : systèmes micro-électro-mécaniques