Содержание
- В начале был ENIAC
- Нет ошибок, нет стресса - ваше пошаговое руководство по созданию изменяющего жизнь программного обеспечения без разрушения вашей жизни
- Квантовые вычисления: большой прорыв
- Осмысление больших данных
Источник: Кришнакреации / Dreamstime.com
вынос:
Компьютерные технологии развивались по одному и тому же пути в течение десятилетий, но квантовые вычисления - огромный отход от того, что было до этого.
28 сентября 2012 года газета «Нью-Йорк таймс» опубликовала статью под названием «Волна австралийцев в поисках нового класса компьютеров», рассказывающую о прорыве в гонке за созданием работающего квантового компьютера.
Хотя определение квантового компьютера намекает многим читателям, достаточно сказать, что работающий квантовый компьютер будет революционным в мире технологий.
Компьютерные технологии лежат в основе изменений в мире, которые мы пережили за последние 50 лет - глобальная экономика, интернет, цифровая фотография, робототехника, смартфоны и электронная коммерция - все зависит от компьютеров. Я считаю, что для нас важно иметь базовое понимание технологии, чтобы понять, куда нас ведут квантовые вычисления.
В начале был ENIAC
Итак, давайте начнем с самого начала. Первым работающим электронным компьютером был Электронный числовой интегратор и компьютер, более известный как ENIAC. Он был разработан в Школе инженерии Мура при Пенсильвании при финансировании армии США для расчета траекторий стрельбы во Второй мировой войне. (Помимо того, что ENIAC был чудом инженерной мысли, в последующие годы ENIAC проложил путь для многих крупных ИТ-проектов, но было уже слишком поздно для Второй мировой войны, которая закончилась до того, как компьютер был завершен.)
Сердцем технологических возможностей ENIAC были вакуумные трубки - 17468 из них. Поскольку вакуумная трубка имеет только два состояния - выключено и включено (также называемое 0/1) - компьютеры приняли двоичную арифметику, а не десятичную арифметику, где значения идут от 0 до 9. Каждое из этих отдельных представлений называется битом. сокращение от «двоичная цифра». (Чтобы узнать больше об истории ENIAC, см. Женщины ENIAC: Пионеры программирования.)
Очевидно, было необходимо, чтобы был какой-то способ представления чисел, букв и символов, с которыми мы знакомы, поэтому схема кодирования, предложенная Американским национальным институтом стандартов (ANSI), известная как Американский стандартный обмен информацией о символах (ASCII), в итоге стал стандартом. В ASCII мы объединяем 8 битов, чтобы сформировать один символ или байт по заранее определенной схеме. Есть 256 комбинаций, представляющих числа, заглавные буквы, строчные буквы и специальные символы.
Смущенный? Не беспокойтесь об этом - обычному пользователю компьютера не нужно знать детали. Он представлен здесь только как строительный блок.
Затем компьютеры довольно быстро продвинулись от вакуумных трубок к транзисторам (Уильям Шокли и его команда Bell Labs получили Нобелевскую премию за разработку транзисторов), а затем появилась возможность разместить несколько транзисторов на одном чипе для создания интегральных микросхем. Это было незадолго до того, как эти схемы включали тысячи или даже миллионы транзисторов на одном чипе, что называлось интеграцией очень большого масштаба. Эти категории: 1) вакуумные трубки, 2) транзисторы, 3) микросхемы и 4) СБИС считаются четырьмя поколениями аппаратного обеспечения, независимо от того, сколько транзисторов можно вставить в микросхему.
Нет ошибок, нет стресса - ваше пошаговое руководство по созданию изменяющего жизнь программного обеспечения без разрушения вашей жизни
Вы не можете улучшить свои навыки программирования, когда никто не заботится о качестве программного обеспечения.
Со времени, когда ENIAC начал свою работу в 1946 году, и на протяжении всех этих поколений основное использование двоичной арифметики на основе вакуумных трубок осталось на месте. Квантовые вычисления представляют радикальный отход от этой методологии.
Квантовые вычисления: большой прорыв
Квантовые компьютеры используют возможности атомов и молекул для обработки и выполнения задач памяти с гораздо более высокой скоростью, чем компьютер на основе кремния ... по крайней мере, теоретически. Хотя существуют некоторые базовые квантовые компьютеры, способные выполнять конкретные вычисления, практическая модель, вероятно, будет еще через несколько лет. Но если они появятся, они могут радикально изменить вычислительную мощность компьютеров.
Благодаря этой возможности, квантовые вычисления способны значительно улучшить обработку больших данных, потому что, по крайней мере, теоретически, они должны превосходить массивно параллельную обработку неструктурированных данных.
Компьютеры продолжали двоичную обработку по одной причине: не было никакой причины возиться с чем-то, что работало. В конце концов, скорость компьютерной обработки удваивается каждые 18 месяцев до двух лет. В 1965 году вице-президент Intel Гордон Мур написал документ, в котором подробно описывалось то, что стало известно как закон Мура, в котором он заявил, что плотность процессоров будет удваиваться каждые два года, что приводит к удвоению скорости обработки. Хотя он писал, что предсказывал, что эта тенденция сохранится в течение 10 лет, она, что примечательно, сохранилась до наших дней. (Было несколько пионеров в области вычислительной техники, которые сломали бинарный шаблон. Узнайте больше в разделе Почему не троичные компьютеры?)
Но увеличение скорости обработки было далеко не единственным фактором повышения производительности компьютера. Усовершенствования в технологии хранения и появление телекоммуникаций были почти одинаково важны. В первые годы существования персональных компьютеров дискеты содержали 140 000 символов, а первый купленный мной жесткий диск содержал 10 миллионов символов. (Это также стоило мне 5500 долларов и было размером с настольный компьютер). К счастью, объем хранилища стал намного больше, меньше по размеру, быстрее по скорости передачи и намного, намного дешевле.
Значительное увеличение пропускной способности позволяет нам собирать информацию в областях, которые мы либо раньше могли только поцарапать, либо вообще не углубляться. Это включает в себя темы с большим количеством данных, таких как погода, генетика, лингвистика, научные симуляции и исследования в области здравоохранения, среди многих других.
Осмысление больших данных
Эксплоиты больших данных все чаще обнаруживают, что, несмотря на все достигнутые нами приросты вычислительной мощности, этого просто недостаточно. Если мы собираемся разобраться в этом огромном количестве данных, которые мы накапливаем, нам понадобятся новые способы анализа и представления, а также более быстрые компьютеры для их обработки. Квантовые компьютеры, возможно, не готовы к действиям, но эксперты наблюдают за каждым их прогрессом как следующим уровнем вычислительной мощности компьютеров. Мы не можем сказать наверняка, но следующим большим изменением в компьютерных технологиях может быть реальное отклонение от кремниевых чипов, которые до сих пор увлекали нас.