Alternatywy dla stylu / struktury 0 i 1 bit

Wszędzie szukałem tej odpowiedzi, a przynajmniej takiego pytania (nawet sprzęt Toma nie miał z tym nic „jawnie” związanego).

Moje pytanie jest proste:

Czy istnieje lub istnieje alternatywa dla obecnego sposobu przetwarzania danych (przy użyciu zer i jedynek) w architekturze komputerowej?

Natknąłem się na to pytanie, kiedy szukałem nowego komputera do kupienia, i zacząłem patrzeć, jak Intel i inni faceci z procesorami wydają miliardy na wyciskanie większej liczby tranzystorów na układy itp. (Ale to tylko częściowo wiąże się z moim pytaniem).

Niektórzy ludzie mogą powiedzieć, że „0 i 1 to najniższa forma reprezentowania danych”, co było prawdą, kiedy takie komputery zaczęły używać takiego systemu. Czy nadal tak jest dzisiaj? Czy naprawdę nie wróciliśmy od razu do tablicy kreślarskiej, aby poszukać alternatyw dla przetwarzania, które prawdopodobnie mogą zmniejszyć potrzeby przetwarzania, z którymi mamy obecnie do czynienia?

Wiem niektórym z was, że to pytanie może mieć prostą odpowiedź, która według was jest poprawna, ale po prostu myśląc o tym i wracając do zer i jedynek, a nawet samego tranzystora, zastanawiasz się, czy alternatywy dla każdego istnieje metoda lub etap architektury (nie tylko reprezentacja 0 i 1).

Moja osobista opinia niezwiązana z pytaniem „Wierzę, że ze względu na złożoną naturę obecnych komputerów osobistych, zdolność do wykonania czegoś bardziej złożonego niż przetwarzanie 0 | 1 na najniższym poziomie jest czymś, co może być dziś możliwe, po prostu dlatego, że tego typu przetwarzanie wydaje się być sprzeczne z celem kompleksowego rozwiązania komputera, dla którego zaprojektowano „

Struktura 0/1 jest rzeczywiście najprostszym sposobem reprezentacji i przechowywania danych. Pamiętaj jednak, że zanim wprowadzono technologię cyfrową (do przechowywania), urządzenia korzystały z analogowych rozwiązań pamięci. Pamiętaj również, że obliczenia kwantowe są obecnie badane i wdrażane (ale na bardzo wczesnym etapie) i jest to inny rodzaj reprezentacji i przetwarzania danych.

Odnosząc się do codziennego przetwarzania w teraźniejszości, zauważ, że architektura 0/1 (lub prawda / fałsz, włączenie / wyłączenie itp.) Jest obowiązkowa, ponieważ obecna technologia przekazuje strumienie cyfrowe (2-stanowe). Jeśli spróbujesz uczynić rzeczy bardziej złożonymi na najbardziej podstawowym poziomie , ostatecznie utrudni to utrzymanie systemu i zrozumienie, jak to działa. Nie twierdzę, że nie jest to możliwe - jak powiedziałem, zbliża się do nas „następna wielka rzecz”, ale należy to zrobić bardzo ostrożnie, aby tego nie zepsuć. Próba uczynienia rzeczy bardziej złożonymi bez powodu nie jest dobrym pomysłem. Ale mój poprzedni przykład, obliczenia kwantowe, jest wyjątkiem, ponieważ jest to nowy obszar nauki do zbadania, a przede wszystkim - bardziej wydajny, w porównaniu do technologii cyfrowej.

Ponadto zasugerowano pomysł komputera trójskładnikowego (technologia 3-stanowa zamiast 2-stanowa), ale nie jest ona powszechnie wdrażana z kilku powodów:

Znacznie trudniej jest budować komponenty, które wykorzystują więcej niż dwa stany / poziomy / cokolwiek. Na przykład tranzystory używane w logice są albo zamknięte i wcale nie przewodzą, albo szeroko otwarte. Ich półotwartość wymagałaby znacznie większej precyzji i zużyłaby dodatkową moc. Niemniej jednak czasami więcej stanów jest używanych do pakowania większej ilości danych, ale rzadko (np. Nowoczesna pamięć flash NAND, modulacja w modemach).

Jeśli używasz więcej niż dwóch stanów, musisz być kompatybilny z binarnym, ponieważ reszta świata go używa. Trzy jest niedostępne, ponieważ konwersja na binarną wymagałaby kosztownego mnożenia lub dzielenia z resztą. Zamiast tego przejdziesz bezpośrednio do czterech lub wyższej potęgi dwóch.

Są to praktyczne powody, dla których się tego nie robi, ale matematycznie jest możliwe zbudowanie komputera na logice trójskładnikowej.

Referencje / Dalsza lektura:

Wikipedia

• Qubit
• Obliczenia kwantowe
• Sygnał analogowy
• Sygnał cyfrowy

Natura

• Wydajne obliczenia kwantowe z wykorzystaniem koherentnej konwersji fotonów
• Ramka: Obliczenia kwantowe

Inny

• Qubit , od Quantity - kwantowa wiki.
• Dlaczego przetwarzanie binarne, a nie trójskładnikowe? - z StackOverflow
• Jak działa komputer kwantowy? - Youtube
• Weź również pod uwagę odniesienia w samych artykułach.

Projektant wie, że osiągnął doskonałość nie wtedy, gdy nie ma już nic do dodania, ale kiedy nie ma już nic do zabrania. -- Antoine de Saint-Exupéry

Zera i jedynki to po prostu najprostszy sposób wyrażania liczb, a komputery, o których wiemy, że chodzi o liczby. Dowolna liczba, którą można zapisać za pomocą cyfr 0–9, ma odpowiednik w 0 i 1 (patrz liczba binarna w Wikipedii). Jeśli używasz komputera do obliczeń (i właśnie to robimy teraz), nie potrzebujesz więcej niż 2 cyfr. W rzeczywistości wprowadzenie kolejnych cyfr skomplikowałoby obliczenia, ponieważ potrzebna byłaby kolejna warstwa abstrakcji w stosunku do fizycznej architektury 0-1.

Należy również pamiętać, że 0 i 1 to stany logiczne: fałsz i prawda. Kolejna cyfra nie byłaby przydatna, dopóki trzymamy się logiki (chociaż niektórzy twierdzą, że potrzebujemy trzeciego stanu, nie znaleziono pliku ;)) Komputery takie jak te, których używamy teraz, nie potrzebują więcej niż 0/1.

Ale. Kiedy przestajesz myśleć w kategoriach logiki, to zupełnie inna historia. Komputery kwantowe są badane. W mechanice kwantowej istnieje tylko prawdopodobieństwo, że coś jest prawdą lub fałszem, a stan rzeczywisty jest gdzieś pośrodku. Na świecie jest bardzo mało osób, które mogłyby powiedzieć, że mają co najmniej ogólne pojęcie o tym, jak działają komputery kwantowe, a wiedza naukowa za nimi nie jest jeszcze w pełni zrozumiała. Ale istnieje kilka pomysłów związanych z komputerem kwantowym, które zostały już wdrożone, takie jak ten .