NộI Dung
- Ban đầu, đã có ENIAC
- Không lỗi, không căng thẳng - Hướng dẫn từng bước của bạn để tạo ra phần mềm thay đổi cuộc sống mà không phá hủy cuộc sống của bạn
- Máy tính lượng tử: Sự phá vỡ lớn
- Ý thức về dữ liệu lớn
Nguồn: Krishnacreations / Dreamstime.com
Lấy đi:
Công nghệ máy tính đã phát triển cùng một con đường trong nhiều thập kỷ, nhưng điện toán lượng tử là một sự khởi đầu rất lớn so với những gì xuất hiện trước nó.
Vào ngày 28 tháng 9 năm 2012, Thời báo New York đã có một câu chuyện, "Người Úc trong cuộc tìm kiếm loại máy tính mới", liên quan đến những gì dường như là một bước đột phá trong cuộc đua xây dựng một máy tính lượng tử hoạt động.
Trong khi định nghĩa về máy tính lượng tử sẽ ám chỉ nhiều độc giả, đủ để nói rằng một máy tính lượng tử hoạt động sẽ là một cuộc cách mạng trong thế giới công nghệ.
Công nghệ máy tính làm nền tảng cho những thay đổi trên thế giới mà chúng ta đã trải qua trong 50 năm qua - nền kinh tế toàn cầu, internet, nhiếp ảnh kỹ thuật số, robot, điện thoại thông minh và thương mại điện tử đều dựa vào máy tính. Điều quan trọng là sau đó, tôi tin rằng, để chúng ta có một số hiểu biết cơ bản về công nghệ để hiểu nơi điện toán lượng tử có thể đưa chúng ta đến.
Ban đầu, đã có ENIAC
Vì vậy, hãy bắt đầu từ đầu. Máy tính điện tử hoạt động đầu tiên là Máy tính và tích hợp số điện tử, thường được gọi là ENIAC. Nó được phát triển tại Trường Kỹ thuật thuộc Đại học Pennsylvania Pennsylvania Moore do Quân đội Hoa Kỳ tài trợ để tính toán quỹ đạo bắn súng trong Thế chiến II. (Ngoài việc là một tuyệt tác kỹ thuật, ENIAC đã thổi bùng con đường cho nhiều dự án CNTT lớn trong những năm kể từ đó, nhưng đã quá muộn cho Thế chiến II, kết thúc trước khi máy tính hoàn thành.)
Trung tâm của khả năng xử lý ENIAC, là các ống chân không - 17.468 trong số chúng. Bởi vì một ống chân không chỉ có hai trạng thái - tắt và bật (còn được gọi là 0/1) - các máy tính đã áp dụng số học nhị phân, thay vì số học thập phân, trong đó các giá trị đi từ 0 đến 9. Mỗi đại diện riêng lẻ này được gọi là một bit, viết tắt của "chữ số nhị phân." (Để tìm hiểu thêm về lịch sử của ENIAC, hãy xem Phụ nữ của ENIAC: Những người tiên phong lập trình.)
Rõ ràng là cần có một số cách để thể hiện các số, chữ cái và ký hiệu mà chúng ta quen thuộc, do đó, một sơ đồ mã hóa được đề xuất bởi Viện Tiêu chuẩn Quốc gia Hoa Kỳ (ANSI), được gọi là Trao đổi thông tin ký tự tiêu chuẩn Mỹ (ASCII), cuối cùng trở thành tiêu chuẩn. Trong ASCII, chúng tôi kết hợp 8 bit để tạo thành một ký tự hoặc byte theo lược đồ được xác định trước. Có 256 kết hợp đại diện cho số, chữ in hoa, chữ thường và ký tự đặc biệt.
Bối rối? Don Tiết lo lắng về điều đó - người dùng máy tính trung bình không cần biết chi tiết. Nó được trình bày ở đây chỉ là một khối xây dựng.
Tiếp theo, máy tính đã phát triển khá nhanh từ ống chân không đến bóng bán dẫn (William Shockley và nhóm Bell Labs của ông đã giành giải thưởng Nobel về phát triển bóng bán dẫn) và sau đó là khả năng đặt nhiều bóng bán dẫn lên một chip để tạo ra các mạch tích hợp. Không lâu trước khi các mạch này bao gồm hàng ngàn hoặc thậm chí hàng triệu bóng bán dẫn trên một chip, được gọi là tích hợp quy mô rất lớn. Những loại này: 1) ống chân không, 2) bóng bán dẫn, 3) IC và 4) VLSI được coi là bốn thế hệ phát triển phần cứng, bất kể có bao nhiêu bóng bán dẫn có thể bị kẹt trên chip.
Không lỗi, không căng thẳng - Hướng dẫn từng bước của bạn để tạo ra phần mềm thay đổi cuộc sống mà không phá hủy cuộc sống của bạn
Bạn không thể cải thiện kỹ năng lập trình của mình khi không ai quan tâm đến chất lượng phần mềm.
Trong thời gian kể từ khi ENIAC "ra đời" vào năm 1946 và qua tất cả các thế hệ này, việc sử dụng cơ bản của số học nhị phân dựa trên ống chân không vẫn được áp dụng. Điện toán lượng tử đại diện cho một sự ly khai triệt để khỏi phương pháp này.
Máy tính lượng tử: Sự phá vỡ lớn
Máy tính lượng tử khai thác sức mạnh của các nguyên tử và phân tử để xử lý và thực hiện các nhiệm vụ bộ nhớ với tốc độ nhanh hơn nhiều so với máy tính chạy bằng silicon ... ít nhất là về mặt lý thuyết. Mặc dù có một số máy tính lượng tử cơ bản có khả năng thực hiện các tính toán cụ thể, một mô hình thực tế có thể vẫn còn vài năm nữa. Nhưng nếu chúng xuất hiện, chúng có thể thay đổi mạnh mẽ sức mạnh xử lý của máy tính.
Nhờ sức mạnh này, điện toán lượng tử có khả năng cải thiện đáng kể việc xử lý dữ liệu lớn bởi vì, ít nhất về mặt lý thuyết, nó sẽ vượt trội trong việc xử lý song song dữ liệu phi cấu trúc.
Máy tính đã tiếp tục xử lý nhị phân vì một lý do: Thực sự không có lý do gì để sửa lại một cái gì đó hoạt động. Rốt cuộc, tốc độ xử lý máy tính đã tăng gấp đôi cứ sau 18 tháng đến hai năm. Năm 1965, Phó chủ tịch Intel Gordon Moore đã viết một bài báo mô tả chi tiết về luật Moore Moore, trong đó ông tuyên bố rằng mật độ của bộ xử lý sẽ tăng gấp đôi sau mỗi hai năm, dẫn đến tốc độ xử lý tăng gấp đôi. Mặc dù ông đã viết rằng ông dự đoán xu hướng này sẽ tồn tại trong 10 năm, nhưng nó vẫn - đáng chú ý - vẫn tiếp tục cho đến ngày nay. (Đã có một vài nhà tiên phong về điện toán đã phá vỡ khuôn nhị phân. Tìm hiểu thêm về Tại sao không phải là Máy tính Ternary?)
Nhưng sự gia tăng tốc độ xử lý đã vượt xa yếu tố duy nhất trong việc cải thiện hiệu suất máy tính. Những cải tiến trong công nghệ lưu trữ và sự ra đời của viễn thông có tầm quan trọng gần như bằng nhau. Trong những ngày đầu của máy tính cá nhân, đĩa mềm chứa 140.000 ký tự và đĩa cứng đầu tiên tôi mua có 10 triệu ký tự. (Nó cũng tiêu tốn của tôi 5.500 đô la và lớn như một máy tính để bàn). Rất may, dung lượng lưu trữ đã nhận được dung lượng lớn hơn nhiều, kích thước nhỏ hơn, tốc độ truyền nhanh hơn và rẻ hơn rất nhiều.
Sự gia tăng lớn về năng lực cho phép chúng tôi thu thập thông tin trong các lĩnh vực mà trước đây chúng tôi chỉ có thể làm trầy xước bề mặt hoặc thậm chí không đi sâu vào tất cả. Điều này bao gồm các chủ đề với rất nhiều dữ liệu, chẳng hạn như thời tiết, di truyền, ngôn ngữ học, mô phỏng khoa học và nghiên cứu sức khỏe, trong số nhiều người khác.
Ý thức về dữ liệu lớn
Càng ngày, việc khai thác dữ liệu lớn càng phát hiện ra rằng bất chấp tất cả những lợi ích trong sức mạnh xử lý mà chúng ta đã tạo ra, điều đó là không đủ. Nếu chúng ta có thể hiểu được lượng dữ liệu khổng lồ mà chúng ta đang tích lũy, chúng ta sẽ cần những cách mới để phân tích và trình bày nó cũng như các máy tính nhanh hơn để xử lý nó. Máy tính lượng tử có thể chưa sẵn sàng để hành động, nhưng các chuyên gia đã xem mọi tiến bộ của chúng là cấp độ tiếp theo của sức mạnh xử lý máy tính. Chúng tôi không thể nói chắc chắn, nhưng sự thay đổi lớn tiếp theo trong công nghệ máy tính có thể là một sự khởi đầu thực sự từ các chip silicon đã mang chúng tôi đi cho đến nay.