Content
- Al principi, hi havia ENIAC
- Sense errors, sense estrès: la vostra guia pas a pas per crear programes que canvien la vida sense destruir la vida
- Informàtica Quàntica: The Big Break
- Sense sentit de les grans dades
Font: Krishnacreations / Dreamstime.com
Emportar:
La tecnologia informàtica ha progressat en el mateix camí durant dècades, però la computació quàntica és una enorme sortida del que hi havia abans.
El 28 de setembre de 2012, el New York Times va publicar una història, "Els australians Surge in Quest for New Class of Computer", sobre el que sembla un avenç en la carrera per construir un ordinador quàntic que funciona.
Si bé la definició d’un ordinador quàntic al·ludeix a molts lectors, n’hi ha prou amb dir que un ordinador quàntic de treball serà revolucionari en el món de la tecnologia.
La tecnologia informàtica es basa en els canvis en el món que hem experimentat en els darrers 50 anys: l’economia mundial, internet, fotografia digital, robòtica, telèfons intel·ligents i comerç electrònic es basen en ordinadors. És important, doncs, crec que tinguem una comprensió bàsica de la tecnologia per comprendre cap a on ens pot arribar la computació quàntica.
Al principi, hi havia ENIAC
Per tant, comencem al principi. El primer ordinador electrònic de treball va ser l'ordinador numèric electrònic i l'ordinador, més conegut com ENIAC. Va ser desenvolupat a l'Escola d'Enginyeria Moore de la Universitat de Pennsilvània amb el finançament de l'Exèrcit dels Estats Units per calcular les trajectòries de tir a la Segona Guerra Mundial. (A més de ser una meravella d’enginyeria, l’ENIAC va clavar la pista de molts grans projectes de TI durant els anys, però era massa tard per a la Segona Guerra Mundial, que va acabar abans que s’acabés l’ordinador.)
El centre de la capacitat de processament d’ENIAC eren els tubs de buit, 17.468 d’ells. Com que un tub de buit només té dos estats (desactivat i activat (també es coneix com a 0/1)), els ordinadors van adoptar l'aritmètica binària en lloc de l'aritmètica decimal, on els valors van de 0 a 9. Cadascuna d'aquestes representacions individuals s'anomena una mica, curt per a "dígit binari". (Per obtenir més informació sobre la història de l’ENIAC, vegeu Les dones d’ENIAC: Programes pioners.)
Evidentment, era necessari que hi hagués alguna manera de representar els números, lletres i símbols que coneixem, per tant, un esquema de codificació proposat per l'American National Standards Institute (ANSI), conegut com a American Standard Information Interchange (ASCII), al final es va convertir en l'estàndard. Sota ASCII, combinem 8 bits per formar un caràcter, o byte, sota un esquema predeterminat. Hi ha 256 combinacions que representen números, majúscules, minúscules i caràcters especials.
Confós? No us preocupeu: l’usuari mitjà d’ordinador no necessita saber-ne els detalls. Aquí es presenta només com a bloc de construcció.
A continuació, els ordinadors van avançar bastant ràpidament des dels tubs de buit fins als transistors (William Shockley i el seu equip de Bell Labs van guanyar el premi Nobel pel desenvolupament de transistors) i després la capacitat de posar diversos transistors en un xip per crear circuits integrats. Fa molt temps que aquests circuits no incloïen milers o fins i tot milions de transistors en un xip, que s'anomenava integració a gran escala. Aquestes categories: 1) tubs al buit, 2) transistors, 3) CI i 4) VLSI es consideren les quatre generacions de desenvolupament de maquinari, independentment de quants transistors es poden enganxar a un xip.
Sense errors, sense estrès: la vostra guia pas a pas per crear programes que canvien la vida sense destruir la vida
No podeu millorar les vostres habilitats de programació quan ningú es preocupa per la qualitat del programari.
En el temps que ENIAC va "viure en directe" el 1946 i durant totes aquestes generacions, s'ha mantingut el seu ús subjacent de l'aritmètica binària basada en el tub de buit. La computació quàntica representa una separació radical d'aquesta metodologia.
Informàtica Quàntica: The Big Break
Els ordinadors quàntics aprofiten la potència dels àtoms i les molècules per processar i realitzar tasques de memòria a una velocitat molt més ràpida que una computadora basada en silici ... almenys teòricament. Tot i que hi ha alguns ordinadors quàntics bàsics capaços de realitzar càlculs específics, és probable que encara existeixi un model pràctic a diversos anys. Però si sorgeixen, podrien canviar dràsticament la potència de processament dels ordinadors.
Com a resultat d'aquesta potència, la computació quàntica té el poder de millorar molt el processament de dades grans perquè, almenys teòricament, hauria de sobresortir en el processament massiu paral·lel de dades no estructurades.
Els ordinadors han continuat amb el processament binari per un motiu: realment no hi ha hagut cap raó per empinar amb alguna cosa que funcionés. Al cap i a la fi, les velocitats de processament d’ordinadors s’han duplicat cada 18 mesos fins a dos anys. El 1965, el vicepresident d'Intel, Gordon Moore, va escriure un document que detallava la que es coneixia com a llei de Moore, en la qual afirmava que la densitat dels processadors es duplicaria cada dos anys, amb la qual cosa es duplicava la velocitat de processament. Tot i que havia escrit que preveia que aquesta tendència duraria deu anys, ha continuat, notablement, fins als nostres dies. (Hi ha hagut pioners en informàtica que han trencat el motlle binari. Més informació en Per què no Ternary Computers?)
Però l’augment de la velocitat de processament ha estat lluny de l’únic factor per millorar el rendiment de l’ordinador. Les millores en la tecnologia d’emmagatzematge i l’arribada de les telecomunicacions han estat gairebé igual d’importància. En els primers temps dels ordinadors personals, els disquets contenien 140.000 caràcters i el primer disc dur que vaig comprar tenia 10 milions de caràcters. (També em va costar 5.500 dòlars i era tan gran com un ordinador d’escriptori). Per sort, l’emmagatzematge ha aconseguit una capacitat molt més gran, de mida més petita, més ràpid en velocitat de transferència i molt, molt més barat.
El gran augment de la capacitat ens permet reunir informació en zones que prèviament només podríem ratllar la superfície o fins i tot no aprofundir-les. S'inclouen temes amb moltes dades, com ara el clima, la genètica, la lingüística, la simulació científica i la investigació sanitària, entre molts altres.
Sense sentit de les grans dades
Cada vegada són més les grans dades que expliquen les dades que, malgrat tots els beneficis que hem fet en el poder de processament, no són prou. Si podrem donar sentit a aquesta enorme quantitat de dades que acumulem, necessitarem noves maneres d’analitzar-la i presentar-les, així com d’ordinadors més ràpids per processar-la. Els ordinadors quàntics poden no estar preparats per l’acció, però els experts han estat veient la seva progressió com el següent nivell de potència de processament d’ordinadors. No podem dir-ho amb certesa, però el proper gran canvi en la tecnologia informàtica podria ser una veritable sortida dels xips de silici que ens han portat fins ara.