Съдържание
- В началото имаше ENIAC
- Без грешки, без стрес - Вашето стъпка по стъпка ръководство за създаване на софтуер, променящ живота, без да разрушава живота ви
- Квантово изчисление: Голямата почивка
- Осъзнаване на големи данни
Източник: Кришнакреации / Dreamstime.com
За вкъщи:
Компютърните технологии напредват по същия път в продължение на десетилетия, но квантовите изчисления са огромно отклонение от това, което дойде преди него.
На 28 септември 2012 г. „Ню Йорк Таймс“ пусна история „Австралийците се стремят да търсят нов клас компютри“, касаеща това, което изглежда е пробив в надпреварата за изграждане на работещ квантов компютър.
Докато дефиницията на квантов компютър ще намекне на много читатели, достатъчно е да се каже, че работещият квантов компютър ще бъде революционен в света на технологиите.
Компютърните технологии са в основата на промените в света, които преживяхме през последните 50 години - глобалната икономика, интернет, цифровата фотография, роботиката, смартфоните и електронната търговия разчитат на компютрите. Важно е тогава, според мен, да имаме някакво основно разбиране на технологията, за да разберем къде могат да ни отведат квантовите изчисления.
В началото имаше ENIAC
Така че нека да започнем в началото. Първият работещ електронен компютър беше Electronic Numerical Integrator and Computer, по-известен като ENIAC. Той е разработен в Инженерното училище на Мур в Университета на Пенсилвания, финансиран от американската армия за изчисляване на траектории на оръдия през Втората световна война. (Освен, че е инженерно чудо, ENIAC хвърли пътеката за много големи ИТ проекти през годините след това, но беше късно за Втората световна война, която приключи преди завършването на компютъра.)
Сърцето на способността за обработка на ENIAC бяха вакуумните тръби - 17 468 от тях. Тъй като вакуумната тръба има само две състояния - изключен и включен (наричан също 0/1) - компютрите приемат двоична аритметика, а не десетична аритметика, където стойностите отиват от 0 до 9. Всяко от тези индивидуални представи се нарича малко, т.е. кратко за "двоична цифра." (За да научите повече за историята на ENIAC, вижте Жените на ENIAC: Пионери за програмиране.)
Очевидно беше необходимо да има някакъв начин да представим числата, буквите и символите, с които сме запознати, така че схема за кодиране, предложена от Американския национален институт за стандартизация (ANSI), известна като Американски стандартен обмен на информация за символи (ASCII), в крайна сметка стана стандарт. Под ASCII комбинираме 8 бита, за да образуваме един символ или байт под предварително определена схема. Има 256 комбинации, представляващи числа, малки букви, малки букви и специални символи.
Объркани ли сте? Не се притеснявайте за това - средният потребител на компютър няма нужда да знае подробностите. Той е представен тук само като градивен елемент.
На следващо място, компютрите прогресираха доста бързо от вакуумни тръби до транзистори (Уилям Шокли и неговият екип Bell Labs спечелиха Нобелова награда за разработка на транзистори) и след това възможността да поставят множество транзистори върху един чип, за да създадат интегрални схеми. Не беше много преди тези схеми да включват хиляди или дори милиони транзистори на един чип, което беше наречено много мащабна интеграция. Тези категории: 1) вакуумни тръби, 2) транзистори, 3) ИС и 4) VLSI се считат за четирите поколения на хардуерното развитие, без значение колко транзистори могат да бъдат заседнали върху чип.
Без грешки, без стрес - Вашето стъпка по стъпка ръководство за създаване на софтуер, променящ живота, без да разрушава живота ви
Не можете да подобрите уменията си за програмиране, когато никой не се интересува от качеството на софтуера.
Във времето, откакто ENIAC "излезе на живо" през 1946 г. и през всички тези поколения, основното използване на двоична аритметика на базата на вакуумна тръба остава на мястото си. Квантовите изчисления представляват радикален откъс от тази методология.
Квантово изчисление: Голямата почивка
Квантовите компютри използват силата на атомите и молекулите, за да обработват и изпълняват задачи с памет с много по-бърза скорост от компютър на базата на силиций ... поне теоретично. Въпреки че има някои основни квантови компютри, способни да извършват конкретни изчисления, практически модел вероятно е все още на няколко години. Но ако се появят, те биха могли драстично да променят процесорната мощ на компютрите.
В резултат на тази мощност квантовите изчисления имат силата да подобрят значително обработката на големи данни, тъй като, поне теоретично, тя трябва да превъзхожда мащабната паралелна обработка на неструктурирани данни.
Компютрите продължиха с двоична обработка по една причина: Наистина нямаше причина да се занимавам с нещо, което работи. В крайна сметка скоростта на компютърната обработка се удвоява на всеки 18 месеца до две години. През 1965 г. вицепрезидентът на Intel Гордън Мур написа документ, в който подробно описа това, което стана известно като закон на Мур, в което той заяви, че плътността на процесорите ще се удвоява на всеки две години, което води до удвояване на скоростта на обработка. Въпреки че беше писал, че прогнозира тази тенденция да продължи 10 години, тя - забележително - продължава и до днес. (Има няколко компютърни пионери, които са нарушили бинарната форма. Научете повече в Защо не терминални компютри?)
Но увеличаването на скоростта на обработка е далеч от единствения фактор за подобрената производителност на компютъра. Подобренията в технологията за съхранение и появата на телекомуникации са от почти еднакво значение. В първите дни на персонални компютри дискетите съдържаха 140 000 знака, а първият твърд диск, който купих, съдържаше 10 милиона знака. (Освен това ми струва 5 500 долара и беше голям колкото настолен компютър). За щастие, съхранението придоби много по-голям капацитет, по-малък размер, по-бърза скорост на предаване и много, много по-евтино.
Голямото увеличаване на капацитета ни позволява да събираме информация в области, по които или преди бихме могли само да надраскаме повърхността, или изобщо да не задълбаваме. Това включва теми с много данни, като например времето, генетика, лингвистика, научна симулация и здравни изследвания, наред с много други.
Осъзнаване на големи данни
Все по-големи експлоатации на данни установяват, че въпреки всички печалби в мощността на обработка, която сме направили, това просто не е достатъчно. Ако ще успеем да осмислим това огромно количество данни, които натрупваме, ще ни трябват нови начини да го анализираме и представим, както и по-бързи компютри, за да ги обработим. Квантовите компютри може да не са готови за действие, но експертите наблюдават всяка тяхна прогресия като следващото ниво на компютърна мощност. Не можем да кажем със сигурност, но следващата голяма промяна в компютърните технологии може да бъде истинско отклонение от силиконовите чипове, които ни пренасяха досега.