Введение

Нано-абак – это абакус наноразмерного масштаба, выполняющий базовые арифметические вычисления с использованием различных форм нанотехнологий, включая фотонику и боковое механическое воздействие на молекулярное движение с помощью наконечника сканирующего туннельного микроскопа (STM) посредством отталкивания. Нано-абак обладает потенциалом для применения в различных нанотехнологических изобретениях, таких как нанокомпьютер.

Нано-абак IBM

Первый нано-абак был разработан 13 ноября 1997 года физиком Джеймсом Гимзевски в исследовательской лаборатории IBM в Цюрихе, Швейцария. Исходная идея Гимзевски для этого устройства была вдохновлена японским соробаном. Создание нано-абака было профинансировано Швейцарским федеральным ведомством образования и науки в рамках Европейской стратегической программы исследований в области информационных технологий (ESPRIT) Европейского Союза как часть проекта IBM "PRONANO" (вычисления в нанометровом масштабе). Нано-абак Гимзевски состоит из устойчивых рядов, содержащих десять молекул, выполняющих роль ограничителей. Шарики изготовлены из фуллерена, ограниченного одноатомными гребнями на медной пластине, и перемещаются кончиком сканирующего туннельного микроскопа при комнатной температуре для выполнения вычислений и наблюдения за ними в режиме визуализации.

Чип-масштабная полностью оптическая абакус

Аналогичный наноскопический оптический абакус был разработан в 2017 году командой международных исследователей под руководством профессора С. Дэвида Райта из Университета Эксетера. Чип, разработанный командой, представляет собой полностью оптический абакус в масштабе микросхемы и использует пикосекундные световые импульсы для выполнения арифметических вычислений. Устройство успешно продемонстрировало вычисления с многозначными числами, используя эквивалентные фотонные элементы с переключением фазы.