Obsah
- Na začátku byl ENIAC
- Žádné chyby, žádný stres - Váš průvodce krok za krokem k vytváření softwaru pro změnu života, aniž by došlo ke zničení vašeho života
- Quantum Computing: The Big Break
- Sense of Big Data
Zdroj: Krishnacreations / Dreamstime.com
Odnést:
Počítačová technologie postupovala po stejné cestě po celá desetiletí, ale kvantová výpočetní technika je obrovským odklonem od toho, co přišlo před ní.
28. září 2012 v New York Times proběhl příběh „Australians Surge in Quest for New Class Computer“, týkající se toho, co se zdá být průlomem v závodě na vybudování funkčního kvantového počítače.
I když definice kvantového počítače osloví mnoho čtenářů, stačí říci, že funkční kvantový počítač bude revolučním ve světě technologií.
Počítačové technologie jsou základem změn ve světě, které jsme zažili za posledních 50 let - globální ekonomika, internet, digitální fotografie, robotika, chytré telefony a elektronický obchod se spoléhají na počítače. Věřím, že je důležité, abychom měli základní znalosti o technologii, abychom pochopili, kde nás kvantové výpočty mohou vzít.
Na začátku byl ENIAC
Začněme tedy na začátku. První funkční elektronický počítač byl elektronický číselný integrátor a počítač, více obyčejně známý jako ENIAC. Byla vyvinuta na Moore School of Engineering University of Pennsylvania za finanční podpory americké armády pro výpočet trajektorií střeleckých zbraní za druhé světové války. (Kromě toho, že byl ENIAC technickým zázrakem, v minulých letech proškolil cestu mnoha velkým IT projektům, ale na druhou světovou válku, která skončila před dokončením počítače, bylo příliš pozdě.)
Srdcem zpracovatelských schopností ENIAC byly vakuové trubice - 17 468 z nich. Protože vakuová trubice má pouze dva stavy - vypnuto a zapnuto (také označováno jako 0/1) - počítače přijaly binární aritmetiku, spíše než desítkovou aritmetiku, kde hodnoty jdou od 0 do 9. Každá z těchto jednotlivých reprezentací se nazývá bit, zkratka pro „binární číslici“. (Další informace o historii ENIAC naleznete v části Ženy ENIAC: Průkopníci programování.)
Bylo zjevně nutné, aby existoval nějaký způsob, jak reprezentovat čísla, písmena a symboly, které známe, takže kódovací schéma navržené Americkým národním normalizačním institutem (ANSI), známé jako americká standardní výměna informací o znakech (ASCII), nakonec se stal standardem. V ASCII kombinujeme 8 bitů do jednoho znaku nebo bajtu pod předem určeným schématem. Existuje 256 kombinací představujících čísla, velká písmena, malá písmena a speciální znaky.
Zmatený? Nedělejte si starosti - průměrný uživatel počítače nemusí znát podrobnosti. Je zde prezentována pouze jako stavební blok.
Počítače dále postupovaly poměrně rychle z vakuových zkumavek na tranzistory (William Shockley a jeho tým Bell Labs získal Nobelovu cenu za vývoj tranzistorů) a poté schopnost umístit více tranzistorů na jeden čip a vytvořit integrované obvody. To nebylo dlouho předtím, než tyto obvody zahrnovaly tisíce nebo dokonce miliony tranzistorů na jednom čipu, který byl nazýván integrací ve velkém měřítku. Tyto kategorie: 1) vakuové trubice, 2) tranzistory, 3) integrované obvody a 4) VLSI jsou považovány za čtyři generace vývoje hardwaru, bez ohledu na to, kolik tranzistorů lze zaseknout na čip.
Žádné chyby, žádný stres - Váš průvodce krok za krokem k vytváření softwaru pro změnu života, aniž by došlo ke zničení vašeho života
Nemůžete zlepšit své programovací schopnosti, když se nikdo nestará o kvalitu softwaru.
V době, kdy ENIAC „začal fungovat“ v roce 1946 a po všechny tyto generace, zůstalo základní použití binární aritmetiky založené na vakuové trubici. Kvantové výpočty představují radikální odtržení od této metodologie.
Quantum Computing: The Big Break
Kvantové počítače využívají sílu atomů a molekul ke zpracování a provádění paměťových úkolů mnohem rychleji než počítač na bázi křemíku ... alespoň teoreticky. Ačkoli existují některé základní kvantové počítače schopné provádět specifické výpočty, praktický model je pravděpodobně ještě několik let daleko. Ale pokud se objeví, mohli by drasticky změnit výpočetní výkon počítačů.
V důsledku této energie má kvantové zpracování schopnost výrazně zlepšit zpracování velkých dat, protože přinejmenším teoreticky by mělo vyniknout při masivním paralelním zpracování nestrukturovaných dat.
Počítače pokračovaly v binárním zpracování z jednoho důvodu: Opravdu nebyl důvod k pohrávání s něčím, co fungovalo. Rychlosti počítačového zpracování se koneckonců každých 18 měsíců až dva roky zdvojnásobily. V roce 1965 napsal viceprezident Intel Gordon Moore dokument, který podrobně popisoval to, co se stalo známým jako Mooreův zákon, v němž uvedl, že hustota procesorů se každé dva roky zdvojnásobí, což má za následek zdvojnásobení rychlosti zpracování. Přestože napsal, že tento trend předpovídal 10 let, je pozoruhodné, že pokračoval dodnes. (Existuje několik průkopníků v oblasti výpočetní techniky, kteří zlomili binární formu. Další informace naleznete v části Proč ne ternární počítače?)
Ale zvýšení rychlosti zpracování nebylo zdaleka jediným faktorem zlepšeného výkonu počítače. Zlepšení v technologii ukládání dat a příchod telekomunikací byly téměř stejně důležité. V prvních dnech osobních počítačů obsahovaly diskety diskety 140 000 znaků a první pevný disk, který jsem si koupil, obsahoval 10 milionů znaků. (Také mě to stálo 5 500 $ a bylo stejně velké jako stolní počítač). Naštěstí úložiště získalo mnohem větší kapacitu, menší velikost, rychlejší přenosovou rychlost a mnohem, mnohem levnější.
Velký nárůst kapacity nám umožňuje shromažďovat informace v oblastech, které jsme buď dříve mohli pouze poškrábat, nebo dokonce vůbec ponořit. To zahrnuje mimo jiné témata s mnoha údaji, jako je počasí, genetika, lingvistika, vědecká simulace a výzkum zdraví.
Sense of Big Data
Využití velkých dat stále častěji zjišťuje, že navzdory všem ziskům ze zpracovatelské síly, kterou provedl, to prostě nestačí. Pokud se nám podaří z tohoto obrovského množství dat, které shromažďujeme, dávat smysl, potřebujeme nové způsoby jejich analýzy a prezentace, jakož i rychlejší počítače, které je budou zpracovávat. Kvantové počítače nemusí být připraveny k akci, ale odborníci sledují každý svůj vývoj jako další úroveň výpočetního výkonu počítače. Nemůžeme s jistotou říci, ale další velkou změnou v počítačové technologii by mohla být skutečná odchylka od křemíkových čipů, které nás dosud nesly.