Современные вычислительные системы приближаются к физическим пределам миниатюризации, создавая предпосылки для перехода к принципиально новым технологиям. Пионерские исследования 1974 года, проведённые учёными Арье Авирамом и Марком Ратнером, впервые продемонстрировали возможность использования органических молекул в качестве электронных компонентов, указав путь для будущих разработок.
Ситуация на рынке микропроцессоров демонстрирует нарастающие сложности — новейшие процессоры Apple A17 Pro и M4, производимые компанией TSMC по 3-нанометровой технологии, содержат транзисторы с физическим размером затвора менее 15 нм. На этом масштабе проявляется квантовое туннелирование электронов, приводящее к паразитным токам утечки. Данный эффект вызывает перегрев схем, снижение энергоэффективности и финансовые трудности: стоимость строительства заводов для производства 3-нм чипов превышает 20 млрд долларов.
Прорывное решение этих проблем предлагает молекулярная электроника. Использование квантового туннелирования в устройствах на базе отдельных молекул способно обеспечить 1000-кратное увеличение плотности интеграции микросхем по сравнению с кремниевыми аналогами. Ключевыми компонентами успеха стали атомарно-точная сборка элементов и применение трёхмерных производственных технологий, позволяющих преодолеть ограничения классической полупроводниковой индустрии.
Эксперты сходятся во мнении, что данное направление открывает новую эру в вычислительной технике, где традиционная парадигма постоянного уменьшения транзисторов уступает место революционным подходам на молекулярном уровне.
