Alternativen zum 0- und 1-Bit-Stil / Struktur

Ich habe überall nach dieser Antwort gesucht oder zumindest nach einer Frage wie dieser (selbst Toms Hardware hatte nichts 'explizites' damit zu tun).

Meine Frage ist einfach:

Gibt es oder gibt es Alternativen zur aktuellen Art und Weise, wie Daten in der Computerarchitektur verarbeitet werden (unter Verwendung von Nullen und Einsen)?

Ich bin auf diese Frage gestoßen, als ich nach einem neuen PC gesucht habe, um ihn zu kaufen, und habe mir angesehen, wie Intel und die anderen Prozessoren Milliarden ausgeben, um mehr Transistoren auf Chips usw. zu drücken (aber das hängt nur teilweise mit meiner Frage zusammen).

Einige Leute mögen sagen, dass "Nullen und Einsen die niedrigste Form der Darstellung von Daten sind", was damals zutraf, als solche Computer ein solches System verwendeten. Ist das heute noch so? Sind wir wirklich nicht direkt zum Zeichenbrett zurückgekehrt, um nach Alternativen für die Verarbeitung zu suchen, die wahrscheinlich den Verarbeitungsbedarf verringern können, mit dem wir derzeit konfrontiert sind?

Ich weiß einigen von Ihnen, dass diese Frage eine einfache Antwort hat, die Sie für richtig halten, aber wenn Sie nur darüber nachdenken und bis zu Nullen und Einsen und sogar zum Transistor selbst zurückkehren, fragen Sie sich, ob es Alternativen zu jeder einzelnen gibt Es gibt da draußen eine Methode oder einen Schritt der Architektur (nicht nur die 0- und 1-Darstellung).

Meine persönliche Meinung bezog sich nicht auf die Frage "Ich glaube, dass aufgrund der Komplexität, die aktuelle PCs haben, die Fähigkeit, etwas Komplexeres als 0 | 1-Verarbeitung auf der niedrigsten Ebene auszuführen, heute möglich ist, einfach weil diese Art von Die Verarbeitung scheint den Zweck der komplexen Lösung zu verfehlen, für die der PC entwickelt wurde. "

Die 0/1-Struktur ist in der Tat die einfachste Möglichkeit, Daten darzustellen und zu speichern. Denken Sie jedoch daran, dass Geräte vor der Einführung der digitalen Technologie (zur Speicherung) analoge Speicherlösungen verwendeten. Denken Sie auch daran, dass Quantencomputer derzeit erforscht und implementiert wird (jedoch in einem sehr frühen Stadium) und dass es sich um eine andere Art der Datendarstellung und -verarbeitung handelt.

Beachten Sie in Bezug auf das alltägliche Rechnen in der Gegenwart, dass die 0/1-Architektur (oder wahr / falsch, ein / aus usw.) obligatorisch ist, da die aktuelle Technologie auf digitalen Streams (mit zwei Zuständen) basiert. Wenn Sie versuchen, die Dinge auf der einfachsten Ebene komplexer zu gestalten , wird es möglicherweise schwieriger, das System zu warten und zu verstehen, wie es funktioniert. Ich sage nicht, dass es nicht möglich ist - wie gesagt, das "nächste große Ding" nähert sich uns, aber es muss sehr sorgfältig gemacht werden, um es nicht zu vermasseln. Es ist keine gute Idee, die Dinge ohne Grund komplexer zu gestalten. Mein vorheriges Beispiel, das Quantencomputing, ist jedoch eine Ausnahme, da es ein neues Gebiet der Wissenschaft ist, das es zu erforschen gilt, und vor allem effizienter im Vergleich zur digitalen Technologie.

Darüber hinaus wurde die Idee eines ternären Computers (3-Zustands-Technologie anstelle von 2-Zustands-Technologie) vorgeschlagen, aber aus mehreren Gründen nicht umfassend umgesetzt:

Es ist viel schwieriger, Komponenten zu erstellen, die mehr als zwei Zustände / Ebenen / was auch immer verwenden. Zum Beispiel sind die in der Logik verwendeten Transistoren entweder geschlossen und leiten überhaupt nicht oder weit offen. Wenn sie halb geöffnet sind, ist viel mehr Präzision erforderlich und es wird zusätzliche Leistung verbraucht. Trotzdem werden manchmal mehr Zustände zum Packen von mehr Daten verwendet, aber selten (z. B. moderner NAND-Flash-Speicher, Modulation in Modems).

Wenn Sie mehr als zwei Zustände verwenden, müssen Sie mit Binär kompatibel sein, da der Rest der Welt sie verwendet. Drei ist aus, weil die Umwandlung in Binär eine teure Multiplikation oder Division mit Rest erfordern würde. Stattdessen gehen Sie direkt zu vier oder einer höheren Zweierpotenz.

Dies sind praktische Gründe, warum dies nicht getan wird, aber mathematisch ist es durchaus möglich, einen Computer auf ternärer Logik aufzubauen.

Referenzen / Weiterführende Literatur:

Wikipedia

• Qubit
• Quanten-Computing
• Analogsignal
• Digitalsignal

Natur

• Effizientes Quantencomputing durch kohärente Photonenumwandlung
• Box: Quantencomputer

Andere

• Qubit , from Quantity - das Quanten-Wiki.
• Warum binäres und nicht ternäres Computing? - von StackOverflow
• Wie funktioniert ein Quantencomputer? - Youtube
• Beachten Sie auch die Referenzen in den Artikeln selbst.

Ein Designer weiß, dass er Perfektion erreicht hat, nicht wenn nichts mehr hinzuzufügen ist, sondern wenn nichts mehr wegzunehmen ist. -- Antoine de Saint-Exupéry

Nullen und Einsen sind nur die einfachste Art, Zahlen auszudrücken, und bei Computern, die wir kennen, dreht sich alles um Zahlen. Jede Zahl, die mit den Ziffern 0-9 geschrieben werden kann, hat ihre Entsprechung in 0s und 1s (siehe Binärzahl in Wikipedia). Wenn Sie einen Computer für Berechnungen verwenden (und genau das tun wir gerade), benötigen Sie nicht mehr als zwei Ziffern. Tatsächlich würde die Einführung der nächsten Ziffern die Berechnungen komplexer machen, da Sie eine weitere Abstraktionsebene über die physische 0-1-Architektur benötigen würden.

Sie sollten sich auch bewusst sein, dass 0 und 1 logische Zustände sind: falsch und wahr. Eine andere Ziffer würde nicht viel nützen, solange wir uns an die Logik halten (obwohl einige Leute sagen, dass wir den dritten Status benötigen, Datei nicht gefunden ;)) Computer wie die, die wir gerade verwenden, brauchen sie nicht mehr als 0/1.

Aber. Wenn Sie aufhören, in Kategorien der Logik zu denken, ist das eine ganz andere Geschichte. Quantencomputer werden erforscht. In der Quantenmechanik gibt es nur eine Wahrscheinlichkeit, dass etwas wahr oder falsch ist, der reale Zustand liegt irgendwo dazwischen. Es gibt nur sehr wenige Menschen auf der Welt, die sagen könnten, sie hätten zumindest eine allgemeine Vorstellung davon, wie Quantencomputer funktionieren, und die Wissenschaft dahinter ist noch nicht vollständig verstanden. Es gibt jedoch nur wenige quantencomputerbezogene Ideen, die bereits umgesetzt wurden, wie diese .