Зміст
- Спочатку був ENIAC
- Ні помилок, ні стресу - покроковий посібник зі створення програмного забезпечення, що змінює життя, не руйнуючи ваше життя
- Квантові обчислення: велика перерва
- Створення сенсу великих даних
Джерело: Кришнакреації / Dreamstime.com
Винос:
Комп'ютерні технології просувалися по тому ж шляху протягом десятиліть, але квантові обчислення - це величезний відхід від того, що було раніше.
28 вересня 2012 р. New York Times опублікував історію "Австралійці сплескують у пошуках нового класу комп'ютерів", що стосується того, що видається проривом у гонці зі створення робочого квантового комп'ютера.
Хоча визначення квантового комп'ютера натякає на багатьох читачів, достатньо сказати, що працюючий квантовий комп'ютер буде революційним у світі технологій.
Комп'ютерні технології лежать в основі змін у світі, які ми зазнали за останні 50 років - глобальна економіка, Інтернет, цифрова фотографія, робототехніка, смартфони та електронна комерція - все покладається на комп'ютери. Тоді, я вважаю, важливо мати базове розуміння технології, щоб зрозуміти, куди нас можуть вести квантові обчислення.
Спочатку був ENIAC
Тож давайте почнемо на початку. Першим працюючим електронним комп’ютером був Електронний чисельний інтегратор та Комп’ютер, більш відомий як ENIAC. Він був розроблений в Інженерній школі Мура Пенсільванії за фінансування армії США для обчислення траєкторій гармати в Другій світовій війні. (Окрім того, що він був дивовижним інженером, ENIAC викрив слід у багатьох великих ІТ-проектах за роки, але для Другої світової війни, яка закінчилася до завершення роботи комп'ютера, було вже пізно.)
Основою можливостей обробки ENIAC були вакуумні трубки - з них 17 468. Оскільки вакуумна трубка має лише два стани - вимкнено та увімкнено (також їх називають 0/1) - комп'ютери прийняли двійкову арифметику, а не десяткову арифметику, де значення йдуть від 0 до 9. Кожне з цих окремих уявлень називається бітом, скорочення "двійкова цифра". (Щоб дізнатися більше про історію ENIAC, див. Жінки ENIAC: Піонери програмування.)
Очевидно, було необхідним чином представити знайомі нам цифри, букви та символи, тому схема кодування, запропонована Американським національним інститутом стандартів (ANSI), відома як Американський стандартний обмін інформацією про символи (ASCII), врешті-решт став еталоном. Під ASCII ми об'єднуємо 8 біт для формування одного символу або байта за заздалегідь визначеною схемою. Є 256 комбінацій, що представляють цифри, великі літери, малі літери та спеціальні символи.
Плутати? Не хвилюйтеся з цього приводу - пересічному користувачеві комп’ютера не потрібно знати деталі. Він представлений тут лише як будівельний блок.
Далі комп'ютери просунулися досить швидко від вакуумних трубок до транзисторів (Вільям Шоклі та його команда Bell Labs виграли Нобелівську премію за розробку транзисторів), а потім можливість поставити декілька транзисторів на один мікросхем для створення інтегральних мікросхем. Це було задовго до того, як ці схеми включали тисячі або навіть мільйони транзисторів на одному мікросхемі, що називалося дуже масштабною інтеграцією. Ці категорії: 1) вакуумні трубки, 2) транзистори, 3) ІМС і 4) VLSI вважаються чотирма поколіннями апаратних розробок, незалежно від того, скільки транзисторів можна застрягти на мікросхемі.
Ні помилок, ні стресу - покроковий посібник зі створення програмного забезпечення, що змінює життя, не руйнуючи ваше життя
Ви не можете покращити свої навички програмування, коли ніхто не піклується про якість програмного забезпечення.
За час, коли ENIAC "перейшов" у 1946 році, і всі ці покоління в основі використання двійкової арифметики на основі вакуумної трубки залишилося в силі. Квантові обчислення є радикальним відривом від цієї методології.
Квантові обчислення: велика перерва
Квантові комп'ютери використовують силу атомів і молекул для обробки та виконання завдань на пам'ять зі значно швидшою швидкістю, ніж комп'ютер на основі кремнію ... принаймні теоретично. Хоча є деякі базові квантові комп'ютери, здатні виконувати конкретні обчислення, практична модель, ймовірно, ще за кілька років. Але якщо вони з'являться, вони можуть кардинально змінити потужність обчислювальної машини.
У результаті цієї потужності квантові обчислення мають потужність значно покращити обробку великих даних, оскільки, принаймні теоретично, вона повинна перевершуватись при масовій паралельній обробці неструктурованих даних.
Комп’ютери продовжували працювати з двійковою обробкою з однієї причини: насправді не було приводу бавитись чимось, що спрацювало. Зрештою, швидкість обчислювальної обробки комп'ютерів подвоюється кожні 18 місяців до двох років. У 1965 році віце-президент Intel Гордон Мур написав документ, в якому детально розповів про те, що стало відомим як закон Мура, в якому він заявив, що щільність процесорів збільшуватиметься вдвічі кожні два роки, що призвело до подвоєння швидкості обробки. Хоча він писав, що передбачив, що ця тенденція триватиме 10 років, вона - напрочуд - продовжилась і донині. (Було кілька піонерів обчислювальної техніки, які порушили бінарну форму. Докладніше в розділі "Чому не потрійні комп'ютери?"
Але збільшення швидкості обробки було далеко не єдиним фактором покращення продуктивності комп'ютера. Удосконалення технології зберігання та поява телекомунікацій мали майже однакове значення. У перші дні на персональних комп'ютерах дискети містили 140 000 символів, а перший жорсткий диск, який я придбав, містив 10 мільйонів символів. (Це також коштувало мені $ 5500 і було таким же великим, як настільний комп'ютер). На щастя, сховище набуло значно більшої місткості, менших розмірів, більш швидкої швидкості передачі та набагато, значно дешевшої.
Значне збільшення потужностей дозволяє нам збирати інформацію в районах, про які ми раніше могли лише подряпати поверхню, або взагалі не заглиблюватися. Сюди входять теми з великою кількістю даних, такі як погода, генетика, лінгвістика, наукове моделювання та дослідження здоров’я серед багатьох інших.
Створення сенсу великих даних
Все частіше великі подвиги даних виявляють, що, незважаючи на всі вигоди в потужності обробки, яку ми зробили, це просто недостатньо. Якщо нам вдасться осмислити цю величезну кількість даних, які ми накопичуємо, нам знадобляться нові способи їх аналізу та подання, а також більш швидкі комп'ютери для їх обробки. Квантові комп'ютери можуть не бути готовими до дії, але експерти спостерігають за кожним їх прогресом як за наступним рівнем потужності комп'ютерної обробки. Не можемо сказати напевно, але наступною великою зміною комп'ютерних технологій може стати справжній відхід від кремнієвих мікросхем, які перенесли нас поки що.