3
Наноинформационные технологии
они не являются простой частью информационных технологий или
нанотехнологий. Взаимное влияние информационных технологий и
нанотехнологий привело к формированию нового направления, вклю-
чающего в себя элементы информационных технологий и нанотехно-
логий и стимулирующему дальнейшее развитие как информационных
технологий, так и нанотехнологий.
В настоящее время наноинформационные технологии включают в
себя четыре основных раздела [5]:
•
хранение, обработка и управление данными и знаниями, полу-
ченными в области нанотехнологий;
•
моделирование наноструктур, наноприборов и наносистем;
•
проектирование наносистем;
•
обмен данными и знаниями между различными пользователями,
проводящими исследования в области нанотехнологий.
Моделирование в наноинженерии.
Выбор адекватной модели на-
носистемы является нетривиальной задачей даже в простейших случа-
ях. Использование точных моделей наносистем приводит к недопусти-
мо большим вычислительным затратам при их проектировании. Ис-
пользование упрощенных моделей может привести к нахождению не-
эффективных или даже некорректных проектных решений.
В процессе проектирования традиционно используются: теорети-
ческий анализ, экспериментальные исследования и моделирование.
Применительно к области наноинженерии использование первых из
двух указанных подходов связано с большими сложностями.
При моделировании наносистем используются модели всех уровней
иерархии: классические, полуклассические и квантовомеханические.
Физические ограничения классического компьютера ограничивают при-
менение квантовомеханических моделей при моделировании наноси-
стем большой размерности [9].
Необходимо отметить, что в настоящее время все большее приме-
нение находят модели с использованием квантовомеханической коррек-
ции. Они позволяют, с одной стороны, обеспечить достаточную точ-
ность вычислений, а с другой стороны, не требуют значительных вы-
числительных затрат.
Одним из способов решения проблемы больших вычислительных
затрат при решении задач наноинженерии является использование вы-
сокопроизводительных вычислительных систем. С точки зрения авто-
ров, в наноинженерии наибольшее применение могут найти компьюте-
ры с многоядерными процессорами, кластеры и графические процес-
соры GPU. С одной стороны, они используют достаточно простое про-
граммное обеспечение; с другой, позволяют уменьшить временные
