Mengapa Quantum Computing Mungkin Selanjutnya Menghidupkan Big Data Highway

Isi

• Di Awal, Ada ENIAC
• Tanpa Bug, Tanpa Stres - Panduan Langkah Demi Langkah Anda untuk Membuat Perangkat Lunak yang Mengubah Hidup Tanpa Menghancurkan Kehidupan Anda
• Quantum Computing: Istirahat Besar
• Membuat Rasa Big Data

Sumber: Krishnacreations / Dreamstime.com

Bawa pulang:

Teknologi komputer telah mengalami kemajuan di jalur yang sama selama beberapa dekade, tetapi komputasi kuantum sangat berbeda dari apa yang datang sebelumnya.

Pada tanggal 28 September 2012, New York Times memuat sebuah cerita, "Warga Australia Bersiap dalam Pencarian untuk Kelas Komputer Baru," tentang apa yang tampaknya merupakan terobosan dalam perlombaan untuk membangun komputer kuantum yang berfungsi.

Sementara definisi komputer kuantum akan menyinggung banyak pembaca, cukuplah untuk mengatakan bahwa komputer kuantum yang bekerja akan revolusioner di dunia teknologi.

Teknologi komputer mendasari perubahan di dunia yang telah kita alami dalam 50 tahun terakhir - ekonomi global, internet, fotografi digital, robot, smartphone dan e-commerce semua bergantung pada komputer. Penting, saya yakin, bagi kita untuk memiliki pemahaman dasar tentang teknologi untuk memahami ke mana komputasi kuantum membawa kita.

Di Awal, Ada ENIAC

Jadi mari kita mulai dari awal. Komputer elektronik pertama yang berfungsi adalah Electronic Numerical Integrator dan Computer, yang lebih dikenal sebagai ENIAC. Ini dikembangkan di Sekolah Teknik Universitas Moore di Pennsylvania dengan dana dari Angkatan Darat A.S. untuk menghitung lintasan meriam dalam Perang Dunia II. (Selain sebagai keajaiban teknik, ENIAC merintis banyak proyek TI besar di tahun-tahun sejak itu, tetapi sudah terlambat untuk Perang Dunia II, yang berakhir sebelum komputer selesai.)

Inti dari kemampuan pemrosesan ENIAC adalah tabung vakum - 17.468 di antaranya. Karena tabung vakum hanya memiliki dua keadaan - mati dan nyala (juga disebut sebagai 0/1) - komputer mengadopsi aritmatika biner, daripada aritmatika desimal, di mana nilainya berubah dari 0 hingga 9. Masing-masing representasi individu ini disebut sedikit, kependekan dari "digit biner." (Untuk mempelajari lebih lanjut tentang sejarah ENIAC, lihat The Women of ENIAC: Programming Pioneers.)

Jelas diperlukan adanya beberapa cara untuk merepresentasikan angka, huruf dan simbol yang kita kenal, sehingga skema pengkodean yang diusulkan oleh American National Standards Institute (ANSI), yang dikenal sebagai American Standard Character Information Interchange (ASCII), akhirnya menjadi standar. Di bawah ASCII, kami menggabungkan 8 bit untuk membentuk satu karakter, atau byte, di bawah skema yang telah ditentukan. Ada 256 kombinasi yang mewakili angka, huruf besar, huruf kecil dan karakter khusus.

Bingung? Jangan khawatir tentang hal itu - rata-rata pengguna komputer tidak perlu mengetahui detailnya. Ini disajikan di sini hanya sebagai blok bangunan.

Selanjutnya, komputer berkembang cukup cepat dari tabung vakum ke transistor (William Shockley dan tim Bell Labs-nya memenangkan Hadiah Nobel untuk pengembangan transistor) dan kemudian kemampuan untuk menempatkan beberapa transistor ke dalam satu chip untuk membuat sirkuit terintegrasi. Itu tidak lama sebelum sirkuit ini termasuk ribuan atau bahkan jutaan transistor pada satu chip, yang disebut integrasi skala yang sangat besar. Kategori-kategori ini: 1) tabung vakum, 2) transistor, 3) IC dan 4) VLSI dianggap sebagai empat generasi pengembangan perangkat keras, tidak peduli berapa banyak transistor yang dapat dimasukkan ke dalam sebuah chip.

Tanpa Bug, Tanpa Stres - Panduan Langkah Demi Langkah Anda untuk Membuat Perangkat Lunak yang Mengubah Hidup Tanpa Menghancurkan Kehidupan Anda

Anda tidak dapat meningkatkan keterampilan pemrograman Anda ketika tidak ada yang peduli dengan kualitas perangkat lunak.

Sejak ENIAC "ditayangkan" pada tahun 1946 dan sepanjang generasi-generasi ini, penggunaan mendasar dari biner aritmatika berbasis tabung vakum tetap ada. Komputasi kuantum mewakili pemisahan radikal dari metodologi ini.

Quantum Computing: Istirahat Besar

Komputer kuantum memanfaatkan kekuatan atom dan molekul untuk memproses dan melakukan tugas memori pada kecepatan yang jauh lebih cepat daripada komputer berbasis silikon ... setidaknya secara teoritis. Meskipun ada beberapa komputer kuantum dasar yang mampu melakukan perhitungan tertentu, model praktis kemungkinan masih beberapa tahun lagi. Tetapi jika mereka muncul, mereka dapat secara drastis mengubah kekuatan pemrosesan komputer.

Sebagai hasil dari kekuatan ini, komputasi kuantum memiliki kekuatan untuk sangat meningkatkan pemrosesan data besar karena, setidaknya secara teoritis, ia harus unggul dalam pemrosesan paralel besar-besaran dari data tidak terstruktur.

Komputer terus menggunakan pemrosesan biner karena satu alasan: Sebenarnya tidak ada alasan untuk mengotak-atik sesuatu yang berfungsi. Bagaimanapun, kecepatan pemrosesan komputer telah berlipat ganda setiap 18 bulan hingga dua tahun. Pada tahun 1965, Wakil Presiden Intel Gordon Moore menulis sebuah makalah yang merinci apa yang kemudian dikenal sebagai hukum Moore, di mana ia menyatakan bahwa kepadatan prosesor akan berlipat ganda setiap dua tahun, menghasilkan kecepatan pemrosesan yang berlipat ganda. Meskipun dia telah menulis bahwa dia memperkirakan tren ini akan bertahan selama 10 tahun, itu - sangat - terus berlanjut hingga hari ini. (Ada beberapa perintis komputasi yang telah merusak cetakan biner. Pelajari lebih lanjut di Why Not Ternary Computers?)

Tetapi peningkatan kecepatan pemrosesan telah jauh dari satu-satunya faktor dalam meningkatkan kinerja komputer. Peningkatan dalam teknologi penyimpanan dan kemajuan telekomunikasi hampir sama pentingnya. Pada hari-hari awal komputer pribadi, disket floppy menampung 140.000 karakter dan hard disk pertama yang saya beli memiliki 10 juta karakter. (Harganya juga $ 5.500 dan sebesar komputer desktop). Untungnya, kapasitas penyimpanan menjadi jauh lebih besar, ukurannya lebih kecil, kecepatan transfer lebih cepat, dan jauh lebih murah.

Peningkatan kapasitas yang luar biasa ini memungkinkan kami untuk mengumpulkan informasi di area-area yang sebelumnya kami hanya bisa menggores permukaan, atau bahkan tidak menggali sama sekali. Ini termasuk topik dengan banyak data, seperti cuaca, genetika, linguistik, simulasi ilmiah dan penelitian kesehatan, di antara banyak lainnya.

Membuat Rasa Big Data

Semakin, eksploitasi data besar menemukan bahwa terlepas dari semua keuntungan dalam kekuatan pemrosesan yang kami buat, itu tidak cukup. Jika kita dapat memahami jumlah data yang luar biasa ini yang kita kumpulkan, kita akan membutuhkan cara-cara baru untuk menganalisis dan menyajikannya serta komputer yang lebih cepat untuk memprosesnya. Komputer kuantum mungkin tidak siap untuk bertindak, tetapi para ahli telah mengawasi setiap perkembangan mereka sebagai tingkat kekuatan pemrosesan komputer berikutnya. Kami tidak bisa mengatakan dengan pasti, tetapi perubahan besar berikutnya dalam teknologi komputer bisa jadi merupakan penyimpangan nyata dari chip silikon yang telah membawa kami sejauh ini.