Файл: Поколения развития компьютеров.pdf

2.5. Квантовые компьютеры

В теории квантовые компьютеры возможны, но на практике исследования в этой области за тридцать лет продвинулись не очень далеко. Вряд ли стоит ждать появления полноценного квантового компьютера в ближайшие двадцать лет. Существуют разработки различных узкопрофильных компаний, но специалисты сходятся во мнении, что их продукция, несмотря на использование квантовых эффектов, имеет мало общего с квантовыми компьютерами в традиционном понимании этого слова^[46].

Квантовый компьютер — вычислительное устройство, которое использует явления квантовой суперпозиции и квантовой запутанности для передачи и обработки данных. Хотя появление транзисторов, классических компьютеров и множества других электронных устройств связано с развитием квантовой механики и физики конденсированного состояния, информация между элементами таких систем обычно передается в виде электрического напряжения^[47].

Полноценный квантовый компьютер является пока гипотетическим устройством, сама возможность построения которого связана с серьезным развитием квантовой теории в области многих частиц и сложных экспериментов; разработки в данной области связаны с новейшими открытиями и достижениями современной физики.

Первым практическим высокоуровневым языком программирования для такого вида компьютеров считается язык Quipper, основанный на Haskell^[48].

Квантовые компьютеры работают на основе квантовых эффектов. Использование необычных свойств квантовой суперпозиции и квантовой запутанности может дать значительный скачок производительности. Она может вырасти на несколько порядков. Этот рост может обеспечить новые возможности во многих областях работы со знаниями: системы искусственного интеллекта, симуляция различных процессов и прогнозирование^[49].

Поэтому многие государственные исследовательские лаборатории и ИТ-гиганты проявляют к этой сфере пристальный интерес. К примеру, IBM и Microsoft работают над квантовыми вычислениями. Google тоже не отстает. В 2013 году поисковик купил квантовую машину у компании D-Wave. Этот канадский стартап представляет свой продукт как первый в мире коммерчески доступный квантовый компьютер. Проблема заключается в том, что ученые не были уверены, что чипы D-Wave действительно используют квантовые эффекты для выполнения вычислений. 8 декабря компания Google заявила, что подтверждение этому появилось^[50].

В 2013 году Google купила квантовую машину у D-Wave. Компьютер поставили в Исследовательском центре Эймса НАСА в Маунтин-Вью, штат Калифорния. Эти два года исследователи изучали механизмы работы метода квантового отжига и возможности их применения. Работа устройств D-Wave вызывала споры среди специалистов по квантовой физике: они не могли единогласно заключить, что устройства действительно работают так, как заявляется, и что они могут достичь обещаемую скорость вычислений^[51].

Было проведено сравнение производительности машины D-Wave и обычного компьютера с одним процессором. Была создана специальная задача, призванная доказать значительное превосходство по вычислительным способностям. Квантовый компьютер справился с ней в 100 миллионов раз быстрее обычного^[52].

По итогам данной главы можно сделать вывод, что вычислительным и компьютерным технологиям еще далеко до своего пика. В данный момент персональные компьютеры развиваются во многих направлениях, некоторые из которых еще несколько лет назад казались фантастическими.

Заключение

История компьютерной техники ведет свое начало с первых вычислительных приборов, которыми являлись счетные палочки. Первая счетная машина была сконструирована в 1642 году, а первый электронный компьютер был создан во времена Второй Мировой Войны. С тех пор компьютеры преодолели четыре поколения: электронные лампы, транзисторы, интегральные схемы и микропроцессоры; и вплотную подошли к пятому поколению развития.

В данной работе рассмотрены этапы возникновения информационных технологий, начиная с шумерских абаков и заканчивая машиной фон Неймана. Возникновение вычислительной техники разделено на этапы ранних упоминаний, аналитических устройств, зарождения математических основ и появления первых компьютеров.

Во второй части работы были выделены четыре классических поколения общепринятой трактовки истории развития компьютеров и различные мнения касательно пятого поколения. Первое поколение характеризуется быстродействием в несколько десятков тысяч операций в секунду и наличием большого количества ламп большого размера, приводящих к огромным размерам самого компьютера. Второе поколение характеризуется использованием транзисторов вместо ламп и определяется быстродействием в сотни тысяч операций в секунду. Третье поколение проектировалось на основе интегральных схем малой степени интеграции и определялось быстродействием в миллионы операций в секунду. В четвертом поколении стали использоваться быстродействующие системы памяти на интегральных схемах емкостью несколько мегабайт, а быстродействие стало исчисляться сотнями миллионов операций в секунду. К компьютерам пятого поколения относят неудавшуюся японскую программу, но существуют также и другие мнения.

Во второй части работы были рассмотрены такие перспективные технологии, как кремниевые аноды, запросы на естественном языке, голографические 20 и волюметрические 3D-дисплеи, 3D-сканеры и квантовые компьютеры.

Список использованных источников

1. Горнец Н. Н. ЭВМ и периферийные устройства. Компьютеры и вычислительные системы / Н. Н. Горнец, А. Г. Рощин. – М.: Academia, 2012 – 240 с.
2. Гук М. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия / М. Гук. – СПб.: Питер, 2014. – 1072 с.
3. Джексон Т. Inside Intel: История корпорации, совершившей технологическую революцию XX века / Т. Джексон. – М.: Альпина Паблишер, 2013. – 328 с.
4. Кенин А. Самоучитель системного администратора / А. Кенин. – СПб.: БХВ-Петербург, 2012. – 512 с.
5. Ллойд С. Программируя Вселенную. Квантовый компьютер и будущее науки / С. Ллойд. – М.: Альпина нон-фикшн, 2014. – 256 с.
6. Максимов Н. В. Архитектура ЭВМ и вычислительные системы / Н. В. Максимов, Т. Л. Партыка, И. И. Попов. – М.: Форум, Инфра-М, 2013. – 512 с.
7. Орлов С. А. Организация ЭВМ и систем: Учебник для вузов / С. А. Орлов. – СПб.: Питер, 2014. – 688 с.
8. Паттерсон Д. А. Архитектура компьютера и проектирование компьютерных систем / Д. А. Паттерсон, Д. Л. Хеннесси. – СПб.: Питер, 2012. – 784 с.
9. Симонович С. Информатика. Базовый курс / С. Симонович. – СПб.: Питер, 2016. – 640 с.
10. Таненбаум Э. Архитектура компьютера / Э. Таненбаум, Т. Остин. – СПб.: Питер, 2015. – 816 с.
11. Тихонов К. Десять перспективных технологий, о которых через несколько лет узнают все // Компьютерра / К. Тихонов. – 2013. – №3. – С. 37-46.

1. Горнец Н. Н. ЭВМ и периферийные устройства. Компьютеры и вычислительные системы / Н. Н. Горнец, А. Г. Рощин. – М.:Academia, 2012 – С. 124. ↑

2. Паттерсон Д. А. Архитектура компьютера и проектирование компьютерных систем / Д. А. Паттерсон, Д. Л. Хеннесси. – СПб.: Питер, 2012. – С. 384. ↑

3. Максимов Н. В. Архитектура ЭВМ и вычислительные системы / Н. В. Максимов, Т. Л. Партыка, И. И. Попов. – М.: Форум, Инфра-М, 2013. — С. 124. ↑

4. Джексон Т. Inside Intel: История корпорации, совершившей технологическую революцию XX века / Т. Джексон. – М.: Альпина Паб-лишер, 2013. – С. 230. ↑

5. Кенин А. Самоучитель системного администратора / А. Кенин. –СПб.: БХВ-Петербург, 2012. – С. 283. ↑

6. Орлов С. А. Организация ЭВМ и систем: Учебник для вузов / С. А. Орлов. – СПб.: Питер, 2014. – С. 392. ↑

7. Кенин А. Самоучитель системного администратора / А. Кенин. –СПб.: БХВ-Петербург, 2012. – С. 204. ↑

8. Симонович С. Информатика. Базовый курс / С. Симонович. – СПб.: Питер, 2016. – С. 124. ↑

9. Таненбаум Э. Архитектура компьютера / Э. Таненбаум, Т. Остин. – СПб.: Питер, 2015. – С. 214. ↑

10. Орлов С. А. Организация ЭВМ и систем: Учебник для вузов / С. А. Орлов. – СПб.: Питер, 2014. – С. 294. ↑

11. Таненбаум Э. Архитектура компьютера / Э. Таненбаум, Т. Остин. – СПб.: Питер, 2015. – С. 294. ↑

12. Максимов Н. В. Архитектура ЭВМ и вычислительные системы / Н. В. Максимов, Т. Л. Партыка, И. И. Попов. – М.: Форум, Инфра-М, 2013. — С. 294. ↑

13. Кенин А. Самоучитель системного администратора / А. Кенин. –СПб.: БХВ-Петербург, 2012. – С. 294. ↑

14. Джексон Т. Inside Intel: История корпорации, совершившей технологическую революцию XX века / Т. Джексон. – М.: Альпина Паб-лишер, 2013. – С. 193. ↑

15. Орлов С. А. Организация ЭВМ и систем: Учебник для вузов / С. А. Орлов. – СПб.: Питер, 2014. – С. 294. ↑

16. Таненбаум Э. Архитектура компьютера / Э. Таненбаум, Т. Остин. – СПб.: Питер, 2015. – С. 132. ↑

17. Симонович С. Информатика. Базовый курс / С. Симонович. – СПб.: Питер, 2016. – С. 352. ↑

18. Паттерсон Д. А. Архитектура компьютера и проектирование компьютерных систем / Д. А. Паттерсон, Д. Л. Хеннесси. – СПб.: Питер, 2012. – С. 249. ↑

19. Горнец Н. Н. ЭВМ и периферийные устройства. Компьютеры и вычислительные системы / Н. Н. Горнец, А. Г. Рощин. – М.:Academia, 2012 – С. 212. ↑

20. Орлов С. А. Организация ЭВМ и систем: Учебник для вузов / С. А. Орлов. – СПб.: Питер, 2014. – С. 204. ↑

21. Максимов Н. В. Архитектура ЭВМ и вычислительные системы / Н. В. Максимов, Т. Л. Партыка, И. И. Попов. – М.: Форум, Инфра-М, 2013. — С. 301. ↑

22. Орлов С. А. Организация ЭВМ и систем: Учебник для вузов / С. А. Орлов. – СПб.: Питер, 2014. – С. 490. ↑

23. Симонович С. Информатика. Базовый курс / С. Симонович. – СПб.: Питер, 2016. – С. 272. ↑

24. Таненбаум Э. Архитектура компьютера / Э. Таненбаум, Т. Остин. – СПб.: Питер, 2015. – С. 273. ↑

25. Паттерсон Д. А. Архитектура компьютера и проектирование компьютерных систем / Д. А. Паттерсон, Д. Л. Хеннесси. – СПб.: Питер, 2012. – С. 621. ↑

26. Кенин А. Самоучитель системного администратора / А. Кенин. –СПб.: БХВ-Петербург, 2012. – С. 255. ↑

27. Орлов С. А. Организация ЭВМ и систем: Учебник для вузов / С. А. Орлов. – СПб.: Питер, 2014. – С. 395. ↑

28. Джексон Т. Inside Intel: История корпорации, совершившей технологическую революцию XX века / Т. Джексон. – М.: Альпина Паб-лишер, 2013. – С. 163. ↑

29. Таненбаум Э. Архитектура компьютера / Э. Таненбаум, Т. Остин. – СПб.: Питер, 2015. – С. 239. ↑

30. Паттерсон Д. А. Архитектура компьютера и проектирование компьютерных систем / Д. А. Паттерсон, Д. Л. Хеннесси. – СПб.: Питер, 2012. – С. 192. ↑

31. Кенин А. Самоучитель системного администратора / А. Кенин. –СПб.: БХВ-Петербург, 2012. – С. 163. ↑

32. Орлов С. А. Организация ЭВМ и систем: Учебник для вузов / С. А. Орлов. – СПб.: Питер, 2014. – С. 435. ↑

33. Гук М. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия / М. Гук. – СПб.:Питер, 2014. – С. 824. ↑

34. Кенин А. Самоучитель системного администратора / А. Кенин. –СПб.: БХВ-Петербург, 2012. – С. 256. ↑

35. Тихонов К. Десять перспективных технологий, о которых через несколько лет узнают все // Компьютерра / К. Тихонов. – 2013. – №3. – С. 37. ↑

36. Кенин А. Самоучитель системного администратора / А. Кенин. –СПб.: БХВ-Петербург, 2012. – С. 156. ↑

37. Орлов С. А. Организация ЭВМ и систем: Учебник для вузов / С. А. Орлов. – СПб.: Питер, 2014. – С. 534. ↑

38. Тихонов К. Десять перспективных технологий, о которых через несколько лет узнают все // Компьютерра / К. Тихонов. – 2013. – №3. – С. 38. ↑

39. Тихонов К. Десять перспективных технологий, о которых через несколько лет узнают все // Компьютерра / К. Тихонов. – 2013. – №3. – С. 39. ↑

40. Гук М. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия / М. Гук. – СПб.:Питер, 2014. – С. 846. ↑

41. Симонович С. Информатика. Базовый курс / С. Симонович. – СПб.: Питер, 2016. – С. 543. ↑

42. Тихонов К. Десять перспективных технологий, о которых через несколько лет узнают все // Компьютерра / К. Тихонов. – 2013. – №3. – С. 40. ↑

43. Таненбаум Э. Архитектура компьютера / Э. Таненбаум, Т. Остин. – СПб.: Питер, 2015. – С. 532. ↑

44. Паттерсон Д. А. Архитектура компьютера и проектирование компьютерных систем / Д. А. Паттерсон, Д. Л. Хеннесси. – СПб.: Питер, 2012. – С. 368. ↑

45. Паттерсон Д. А. Архитектура компьютера и проектирование компьютерных систем / Д. А. Паттерсон, Д. Л. Хеннесси. – СПб.: Питер, 2012. – С. 132. ↑

46. Тихонов К. Десять перспективных технологий, о которых через несколько лет узнают все // Компьютерра / К. Тихонов. – 2013. – №3. – С. 41. ↑

47. Ллойд С. Программируя Вселенную. Квантовый компьютер и будущее науки / С. Ллойд. – М.: Альпина нон-фикшн, 2014. – С. 128. ↑

48. Ллойд С. Программируя Вселенную. Квантовый компьютер и будущее науки / С. Ллойд. – М.: Альпина нон-фикшн, 2014. – С. 133. ↑

49. Таненбаум Э. Архитектура компьютера / Э. Таненбаум, Т. Остин. – СПб.: Питер, 2015. – С. 134. ↑

50. Тихонов К. Десять перспективных технологий, о которых через несколько лет узнают все // Компьютерра / К. Тихонов. – 2013. – №3. – С. 42. ↑

51. Паттерсон Д. А. Архитектура компьютера и проектирование компьютерных систем / Д. А. Паттерсон, Д. Л. Хеннесси. – СПб.: Питер, 2012. – С.432. ↑

52. Тихонов К. Десять перспективных технологий, о которых через несколько лет узнают все // Компьютерра / К. Тихонов. – 2013. – №3. – С. 43. ↑