现代电脑真的很神奇，随着时间的推移，它还在不断改进。发生这种情况的原因很多，其中之一是由于处理能力更好。大约每18个月，集成电路中可以安装在硅芯片上的晶体管数量就会翻一番。

这就是众所周知的摩尔定律，早在1965年，英特尔联合创始人戈登·摩尔就注意到了这一趋势。正是由于这个原因，技术才得到如此迅速的发展。

摩尔定律到底是什么？

摩尔定律认为，随着计算机芯片变得更快、更节能，同时生产成本也越来越低。它是电子工程领域领先的发展规律之一，已经有几十年的历史了。

然而，总有一天，摩尔定律会走向“终结”。虽然我们已经被告知即将结束数年，它几乎肯定是接近其最后阶段在目前的技术气候。

的确，处理器正不断地变得更快、更便宜，并且有更多的晶体管装在处理器上。然而，随着计算机芯片的每一次新的迭代，性能的提升都比以前小了。

虽然较新的中央处理器（CPU）具有更好的体系结构和技术规格，但与日常计算机相关的活动的改进正在缩小，而且速度较慢。

摩尔定律为什么重要？

当摩尔定律最终“终结”时，硅芯片将无法容纳额外的晶体管。这意味着，为了进一步推动技术进步和带来下一代创新，需要有一个基于硅的计算的替代品。

风险在于摩尔定律在没有替代品的情况下必然会消亡。如果发生这种情况，我们所知的技术进步可能会被扼杀在轨道上。

硅计算机芯片的潜在替代品

随着技术进步塑造了我们的世界，基于硅的计算正迅速接近极限。现代生活依赖于硅基半导体芯片，这些芯片为我们的技术提供动力，从电脑到智能**，甚至医疗设备，都可以开关。

重要的是要知道，硅基芯片本身还没有“死亡”。相反，他们的表现远远超过了顶峰。但这并不意味着我们不应该考虑什么可以取代它们。

计算机和未来的科技需要更加灵活和强大。为了实现这一目标，我们将需要远优于当前硅基计算机芯片的产品。以下是三种可能的替代品：

1量子计算

谷歌、IBM、英特尔和一大批规模较小的初创公司都在竞相推出最早的量子计算机。这些计算机将借助量子物理学的力量，提供“量子比特”所提供的难以想象的处理能力。这些量子比特比硅晶体管强大得多。

然而，在量子计算的潜力得以释放之前，物理学家还有许多障碍需要克服。其中一个障碍是要证明量子机器比普通的计算机芯片更擅长完成特定的任务，因而是至高无上的。

2石墨烯和碳纳米管

石墨烯于2004年被发现，是一种真正具有革命性的材料，它的研究团队因此获得了诺贝尔奖。

它非常强大，它可以导电和导热，它是一个原子的厚度与六角形晶格结构，它是丰富的。然而，石墨烯实现商业化生产可能还需要数年时间。

石墨烯面临的最大问题之一是它不能用作开关。与硅半导体不同的是，硅半导体可以通过电流打开或关闭——这会产生二进制代码，使计算机工作的零和一——石墨烯不能。

例如，这意味着基于石墨烯的计算机永远无法关闭。

石墨烯和碳纳米管还是很新的。虽然硅基计算机芯片已经发展了几十年，但石墨烯的发现只有14年的历史。如果石墨烯将来要取代硅，还有很多事情要做。

尽管如此，从理论上讲，它无疑是硅基芯片最理想的替代品。想想折叠式笔记本电脑、超高速晶体管、不会坏的**。所有这些和更多的理论上是可能的石墨烯。

三。纳米磁逻辑

石墨烯和量子计算看起来很有前景，但纳米磁体也是如此。纳米磁铁使用纳米磁逻辑传输和计算数据。他们通过使用双稳态磁化状态来实现这一点，这种状态通过光刻方式固定在电路的细胞结构上。

纳米磁逻辑的工作原理与硅基晶体管相同，但不是通过打开和关闭晶体管来创建二进制代码，而是通过磁化状态的切换来实现这一点。利用偶极-偶极相互作用——每个磁铁的南北极之间的相互作用——可以处理这种二进制信息。

因为纳米磁逻辑不依赖电流，所以功耗非常低。考虑到环境因素，这使它们成为理想的替代品。

最有可能更换哪种硅片？

量子计算、石墨烯和纳米磁逻辑都是很有前途的发展方向，各有优缺点。

不过，就目前领先的领域而言，是纳米磁体。由于量子计算仍然只是石墨烯面临的理论和实际问题，纳米磁计算看起来是硅基电路最有希望的后继者。

不过，还有很长的路要走。摩尔定律和硅基计算机芯片仍然是相关的，我们可能需要几十年的时间才能找到替代品。到那时，谁知道会有什么。可能的情况是，替代当前计算机芯片的技术尚未被发现。