Alternative allo stile / struttura a 0 e 1 bit

Ho cercato ovunque questa risposta o almeno una domanda come questa (anche l'hardware di Tom non aveva nulla di "esplicitamente" correlato a questo).

La mia domanda è semplice:

Esistono o esistono alternative al modo in cui i dati vengono elaborati (utilizzando 0 e 1) nell'architettura del computer?

Mi sono imbattuto in questa domanda quando ho cercato un nuovo PC da acquistare e ho scoperto come Intel e gli altri ragazzi del processore spendono miliardi spremendo più transistor su chip, ecc. (Ma questo è solo in parte correlato alla mia domanda).

Alcune persone potrebbero dire che "0 e 1 sono la forma più bassa di rappresentare i dati", il che era vero quando tali computer hanno iniziato a utilizzare un tale sistema. È ancora oggi? Non siamo davvero tornati al tavolo da disegno per esaminare le alternative di elaborazione che possono probabilmente ridurre le esigenze di elaborazione che stiamo attualmente affrontando?

So ad alcuni di voi che questa domanda potrebbe avere una risposta semplice che ritenete corretta, ma solo a pensarci e risalendo a 0 e 1 e persino al transistor stesso, vi chiedo se le alternative a ogni singolo il metodo o il passo dell'architettura esiste là fuori (non solo la rappresentazione 0 e 1).

La mia opinione personale non è collegata alla domanda "Credo che a causa della natura complessa degli attuali PC, la capacità di fare qualcosa di più complesso dell'elaborazione 0 | 1 al livello più basso sia qualcosa che potrebbe essere possibile oggi, semplicemente perché quel tipo di l'elaborazione sembra sconfiggere gli scopi della risoluzione complessa per cui il PC è stato progettato "

La struttura 0/1 è davvero il modo più semplice per rappresentare e archiviare i dati. Ma ricorda che prima dell'introduzione della tecnologia digitale (per l'archiviazione), i dispositivi utilizzavano soluzioni di archiviazione analogiche . Ricorda inoltre che il calcolo quantistico è attualmente oggetto di ricerca e implementazione (ma in una fase molto precoce), ed è un altro tipo di rappresentazione ed elaborazione dei dati.

Facendo riferimento al calcolo quotidiano nel presente, si noti che l'architettura 0/1 (o true / false, on / off, ecc.) È obbligatoria perché la tecnologia corrente si basa su flussi digitali (2 stati). Se provi a rendere le cose più complesse al livello più elementare , alla fine renderà il sistema più difficile da mantenere e capire come funziona. Non sto dicendo che non è possibile - come ho detto che la "prossima grande cosa" su questo si sta avvicinando a noi, ma deve essere fatto con molta attenzione per non rovinare tutto. Cercare di rendere le cose più complesse senza motivo non è una buona idea. Ma, il mio esempio precedente, l'informatica quantistica, è un'eccezione perché è una nuova area della scienza da esplorare e, soprattutto, più efficiente, rispetto alla tecnologia digitale.

Inoltre, l'idea del computer ternario ( tecnologia a 3 stati anziché a 2 stati) è stata suggerita, ma non ampiamente implementata per un paio di motivi:

È molto più difficile costruire componenti che utilizzano più di due stati / livelli / qualunque cosa. Ad esempio, i transistor utilizzati in logica sono chiusi e non conducono affatto, o completamente aperti. La loro apertura a metà richiederebbe molta più precisione e richiederebbe potenza extra. Tuttavia, a volte vengono utilizzati più stati per impacchettare più dati, ma raramente (ad es. Memoria flash NAND moderna, modulazione nei modem).

Se usi più di due stati devi essere compatibile con il binario, perché il resto del mondo lo usa. Tre è uscito perché la conversione in binario richiederebbe costose moltiplicazioni o divisioni con il resto. Invece vai direttamente a quattro o una potenza maggiore di due.

Questi sono motivi pratici per cui non viene fatto, ma matematicamente è perfettamente possibile costruire un computer sulla logica ternaria.

Riferimenti / Ulteriori letture:

Wikipedia

• qubit
• Informatica quantistica
• Segnale analogico
• Segnale digitale

Natura

• Computazione quantistica efficiente mediante conversione coerente dei fotoni
• Box: calcolo quantistico

Altro

• Qubit , da Quantity - il wiki quantico.
• Perché il calcolo binario e non ternario? - da StackOverflow
• Come funziona un computer quantistico? - Youtube
• Considera anche i riferimenti all'interno degli articoli stessi.

Un designer sa di aver raggiunto la perfezione non quando non c'è più niente da aggiungere, ma quando non c'è più niente da togliere. -- Antoine de Saint-Exupéry

0 e 1 sono solo un modo più semplice di esprimere numeri e i computer che sappiamo sono tutti numeri. Qualsiasi numero che può essere scritto usando le cifre 0-9 ha il suo equivalente in 0s e 1s (vedi il numero binario in Wikipedia). Per quanto stai usando un computer per i calcoli (ed è quello che stiamo facendo in questo momento), non hai bisogno di più di 2 cifre. In realtà, l'introduzione delle cifre successive renderebbe i calcoli più complessi, poiché sarebbe necessario un altro livello di astrazione sull'architettura fisica 0-1.

Dovresti anche essere consapevole del fatto che 0 e 1 sono stati logici: falso e vero. Un'altra cifra non sarebbe molto utile finché ci atteniamo alla logica (anche se alcune persone affermano che abbiamo bisogno del terzo stato, il file non è stato trovato ;)) I computer come quelli che stiamo usando in questo momento non hanno bisogno più di 0/1.

Ma. Quando smetti di pensare in categorie di logica, questa è una storia completamente diversa. I computer quantistici vengono studiati. Nella meccanica quantistica c'è solo una probabilità che qualcosa sia vero o falso, il vero stato sia da qualche parte nel mezzo. Ci sono pochissime persone al mondo che potrebbero dire di avere almeno un'idea generale di come funzionano i computer quantistici e la scienza dietro di loro non è ancora completamente compresa. Ma ci sono alcune idee quantistiche relative al computer che sono già state implementate, come questa .