Alternativas ao estilo / estrutura de 0 e 1 bit

Procurei em toda parte por essa resposta ou pelo menos uma pergunta como essa (mesmo o hardware de tom não tinha nada 'explicitamente' relacionado a isso).

Minha pergunta é simples:

Existe ou existem alternativas para a maneira como os dados são processados ​​(usando 0s e 1s) na arquitetura do computador?

Me deparei com essa pergunta ao procurar um novo PC para comprar e comecei a analisar como a Intel e os outros processadores gastam bilhões apertando mais transistores em chips etc. (mas isso está apenas parcialmente relacionado à minha pergunta).

Algumas pessoas podem dizer que "0s e 1s são a forma mais baixa de representação de dados", o que era verdade quando esses computadores começaram a usar esse sistema. Ainda é o caso hoje? Realmente não voltamos à prancheta para procurar alternativas de processamento que provavelmente possam reduzir as necessidades de processamento que atualmente enfrentamos?

Eu sei para alguns de vocês que essa pergunta pode ter uma resposta simples que você acha correta, mas só de pensar nisso e voltar até 0s e 1s e até o próprio transistor, isso faz você se perguntar se há alternativas para cada método ou etapa da arquitetura existe por aí (não apenas a representação 0 e 1).

Minha opinião pessoal não está relacionada à pergunta "Eu acredito que, devido à natureza complexa que os PCs possuem, a capacidade de fazer algo mais complexo que o processamento 0 | 1 no nível mais baixo é algo que pode ser possível hoje, simplesmente porque esse tipo de o processamento parece derrotar o (s) objetivo (s) de solução complexa que o PC foi projetado para "

A estrutura 0/1 é realmente a maneira mais simples de representar e armazenar dados. Mas lembre-se de que antes da introdução da tecnologia digital (para armazenamento), os dispositivos usavam soluções de armazenamento analógico . Lembre-se também de que a computação quântica está atualmente sendo pesquisada e implementada (mas em um estágio muito inicial) e é outro tipo de representação e processamento de dados.

Referindo-se à computação cotidiana no presente, observe que a arquitetura 0/1 (ou verdadeira / falsa, ativada / desativada etc.) é obrigatória, porque a tecnologia atual é transmitida por fluxos digitais (2 estados). Se você tentar tornar as coisas mais complexas no nível mais básico , isso tornará o sistema mais difícil de manter e entender como funciona. Não estou dizendo que não é possível - como eu disse, a "próxima grande novidade" está se aproximando de nós, mas isso deve ser feito com muito cuidado para não atrapalhar. Tentar tornar as coisas mais complexas sem motivo não é uma boa ideia. Mas, meu exemplo anterior, a computação quântica, é uma exceção, porque é uma nova área da ciência a ser explorada e, acima de tudo, mais eficiente do que a tecnologia digital.

Além disso, a idéia de computador ternário ( tecnologia de 3 estados em vez de 2 estados) foi sugerida, mas não amplamente implementada por duas razões:

É muito mais difícil criar componentes que usem mais de dois estados / níveis / o que for. Por exemplo, os transistores usados ​​na lógica estão fechados e não conduzem, ou estão totalmente abertos. Tê-los meio abertos exigiria muito mais precisão e consumiria energia extra. No entanto, às vezes mais estados são usados ​​para compactar mais dados, mas raramente (por exemplo, memória flash NAND moderna, modulação em modems).

Se você usa mais de dois estados, precisa ser compatível com o binário, porque o resto do mundo o usa. Três está fora porque a conversão em binário exigiria multiplicação ou divisão cara com o restante. Em vez disso, você vai diretamente para quatro ou um poder superior a dois.

Essas são razões práticas pelas quais isso não é feito, mas matematicamente é perfeitamente possível construir um computador com lógica ternária.

Referências / leituras adicionais:

Wikipedia

• Qubit
• Computação quântica
• Sinal analógico
• Sinal digital

Natureza

• Computação quântica eficiente usando conversão de fótons coerente
• Caixa: Computação quântica

De outros

• Qubit , de Quantity - o wiki quântico.
• Por que computação binária e não ternária? - do StackOverflow
• Como um computador quântico funciona? - Youtube
• Considere também as referências nos próprios artigos.

Um designer sabe que alcançou a perfeição não quando não há mais nada a acrescentar, mas quando não há mais nada a ser levado. -- Antoine de Saint-Exupéry

0s e 1s são apenas uma maneira mais simples de expressar números, e os computadores que sabemos são sobre números. Qualquer número que possa ser escrito usando os dígitos de 0 a 9 tem seu equivalente em 0s e 1s (consulte o número binário na Wikipedia). Na medida em que você usa um computador para cálculos (e é isso que estamos fazendo agora), você não precisa de mais de dois dígitos. Na verdade, a introdução dos próximos dígitos tornaria os cálculos mais complexos, pois você precisaria de outra camada de abstração sobre a arquitetura física 0-1.

Você também deve estar ciente de que 0 e 1 são estados lógicos: false e true. Outro dígito não seria muito útil, desde que seguíssemos a lógica (embora algumas pessoas afirmem que precisamos do terceiro estado, o arquivo não foi encontrado ;)) Computadores como os que estamos usando agora não precisam mais de 0/1.

Mas. Quando você para de pensar em categorias de lógica, é uma história totalmente diferente. Computadores quânticos estão sendo pesquisados. Na mecânica quântica, há apenas uma probabilidade de que algo seja verdadeiro ou falso, o estado real está algures no meio. Existem muito poucas pessoas no mundo que poderiam dizer que têm pelo menos alguma idéia geral de como os computadores quânticos funcionam e a ciência por trás deles ainda não está completamente esclarecida. Mas existem poucas idéias quânticas relacionadas a computadores que já foram implementadas, como esta .