กลศาสตร์ควอนตัม na Classical Computing
คอมพิวเตอร์คลาสสิก
คอมพิวเตอร์ทำงานอย่างไร! คุณคงเคยถามตัวเองแบบนี้หลายครั้งแล้ว! ถ้าไม่ วันนี้เราจะมาดูกันว่าคอมพิวเตอร์ทั่วไป (คอมพิวเตอร์คลาสสิค) ทำงานอย่างไร จากนั้นเราจะทำการขนานของการดำเนินการกับ Physics.
ไม่แปลกใจเลย สำหรับ no คอมพิวเตอร์ไม่ทำงานหากไม่มีไฟฟ้า นี่คือจุดสำคัญของการคำนวณ กระแสไฟฟ้า วงจรทั้งหมด ดังนั้นเราจึงเป็น ย้าย กับอิเล็กตรอน! ใช่ ความสุขนี้จะปรากฏอีกครั้งใน our tema rs.
โครงสร้างของคอมพิวเตอร์ทั่วไป ส่วนใหญ่เรียกว่า "เดสก์ท็อป" (คอมพิวเตอร์เดสก์ท็อป) มักจะมีเคส จอภาพ คีย์บอร์ด และเมาส์ ดังที่แสดงด้านล่าง:
สิ่งที่เราต้องการสำรวจโดยละเอียดจะอยู่ใน ส่วนประกอบ เรียกว่า "Cabinet" โดยที่ CPU ซึ่งแปลมาจากภาษาอังกฤษหมายถึง (หน่วยประมวลผลกลาง) ซึ่งก็คือที่ซึ่งโปรเซสเซอร์อยู่ แล้วโปรเซสเซอร์คืออะไร?? โปรเซสเซอร์คือ das ส่วนประกอบ ส่วนที่สำคัญที่สุดของคอมพิวเตอร์ ถ้าไม่มีสิ่งนี้ ก็คงทำอะไรไม่ได้ แค่เศษเหล็กที่อยู่ตรงหน้าคุณ
เราเห็นโปรเซสเซอร์เป็น "สมอง" ของคอมพิวเตอร์ มีหน้าที่ในการประมวลผลใดๆ ของ ข้อมูลที่จำเป็นตามคำขอของผู้ใช้ ตั้งแต่การคลิกคีย์ การเลื่อนเมาส์ไปเหนือตาราง ไปจนถึงการสร้างภาพบนจอภาพของคุณ tudo isso o processador เป็นผู้รับผิดชอบในการทำใน เสี้ยววินาที e มิลลิวินาที. ตัวอย่างเด็ด สำหรับ ดูวิดีโอด้านล่าง:
ฮ่าฮ่าฮ่า! ด้วยวิธีที่สนุกสนาน ใช่แล้ว โปรเซสเซอร์ทำทุกอย่าง! ทุกอย่างเพื่อให้สิ่งต่าง ๆ ทำงานภายในคอมพิวเตอร์
คำถามคือเขาทำอย่างไร? โปรเซสเซอร์ไม่มีอะไรมากไปกว่าเครื่องคิดเลข! และความเร็วในการคำนวณเหล่านี้สัมพันธ์กับ o เรียกว่า "นาฬิกา" ซึ่งแปลตรงตัวได้ว่า "นับ/นับ"
ดังนั้น หากคุณไปซื้อคอมพิวเตอร์ในร้านและอ่านหนังสือหรือพนักงานขายบอกคุณว่าโปรเซสเซอร์ของคอมพิวเตอร์ดังกล่าวคือ 1.2GHz หรือ 2.5GHz ที่เขาพูดจริงๆ คือความจุ ของโปรเซสเซอร์นี้เพื่อทำการคำนวณ กล่าวคือ 1.2 GHz = 1,200,000,000 นั่นคือ 1 พันล้านและ 200 ล้านการคำนวณต่อวินาที) หรือเป็น 2.5GHz (การคำนวณ 2 พันล้านและ 500 ล้านต่อวินาที) ยิ่งตัวเลขเป็น Hz (เฮิรตซ์) สูง ความเร็วในการคำนวณของโปรเซสเซอร์ก็จะยิ่งสูงขึ้น จึงเป็นเครื่องที่ทำงานได้รวดเร็วมาก
โอ้ คุณต้องสงสัยว่า... "โปรเซสเซอร์เป็นเครื่องคิดเลขหรือไม่ But hein?!?" ถูกตัอง! ความแตกต่างคือโปรเซสเซอร์ทำการคำนวณที่แตกต่างจากที่คุณคิด ได้รับการออกแบบ สำหรับ ทำให้การคำนวณไบนารีที่เรียกว่าการคำนวณ กล่าวคือ นับลำดับตัวเลขของ 0 และ 1 (ศูนย์และหนึ่ง) แบบนี้?!
ทุกฟังก์ชันหรือการกระทำที่เราทำบนคอมพิวเตอร์ โทรศัพท์มือถือ แท็บเล็ต ทุกอย่างที่เกี่ยวข้องกับโปรเซสเซอร์ จะมี these การคำนวณเลขฐานสองและวิธีการทำงานมีดังนี้
สมมติว่าเราต้องการเขียนข้อความบนอุปกรณ์ของเรา เมื่อเรากดแป้นหรือเลื่อนเมาส์ ไม่ว่าการดำเนินการใดๆ ข้อมูลนี้จะถูกส่งต่อเป็น a ลำดับตัวเลขไปยัง ตัวประมวลผลในรูปของกระแสไฟฟ้าในเสี้ยววินาที เมื่อมีกระแสไฟฟ้า ตัวประมวลผลจะตีความว่าเป็น 1 (หนึ่ง) และเมื่อไม่มีก็จะตีความว่าเป็น 0 (ศูนย์)
ตัวอย่างเช่น เรากดตัวอักษร A บนแป้นพิมพ์ และเนื่องจากไม่มีสิ่งใดในคอมพิวเตอร์ทำงานไม่ได้หากไม่มีซอฟต์แวร์ (โปรแกรม) ซึ่งส่วนใหญ่เป็นโปรแกรมพื้นฐาน to ทำให้ทุกอย่างทำงานและไกล่เกลี่ย a interaction ของโปรเซสเซอร์กับผู้ใช้ที่เป็นระบบปฏิบัติการ (ระบบปฏิบัติการ) มันมีอยู่แล้วว่าเมื่อกด A , _cc781905-5cde- 3194-bb3b- 136bad5cf58d_ลำดับตัวเลขที่ต้องสร้างขึ้นสำหรับโปรเซสเซอร์จะเป็นเช่น: 01101001
สิ่งนี้ไม่ได้มีความหมายที่ชัดเจนสำหรับเรา แต่สำหรับโปรเซสเซอร์ มันมีความหมาย! นั่นคือสิ่งที่ซอฟต์แวร์ทำ มันดำเนินการหรือคำสั่งจากเราและส่งไปยังโปรเซสเซอร์ และลำดับการสลับตัวเลข 0 และ 1 as สำหรับ ตัวอย่างที่ให้ไว้ก่อนหน้านี้ โปรเซสเซอร์จะเข้าใจว่าเป็น A และในเสี้ยววินาที โปรเซสเซอร์จะทำการคำนวณและจะกลับไปยังซอฟต์แวร์ข้อความ (Word, Notepad เป็นต้น) ที่ผู้ใช้ (คุณ) ดำเนินการกระทำโดยกด จดหมาย ก.
ใช่! ฉันคิดว่าด้วยตัวอย่างนี้ คุณได้ให้แล้ว สำหรับ จินตนาการถึงความซับซ้อน e ความสำคัญ ของโปรเซสเซอร์ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ แต่ความตั้งใจนี่ไม่ใช่ te ทำ เข้าใจในรายละเอียดว่าคอมพิวเตอร์ทำงานอย่างไร อันที่จริงไม่ใช่แค่โปรเซสเซอร์ที่ทำทั้งหมดนี้ มีส่วนประกอบอื่นๆ อีกหลายตัวที่เป็นตัวกลางในความซับซ้อนทั้งหมดที่เครื่องของเราทำ โดยไม่ต้องกังวลกับสิ่งที่เกิดขึ้นภายในเปลือกโลหะเหล่านี้ และพลาสติก lol ตามปกติด้านล่างจะเป็นวิดีโอที่อธิบายว่ารหัสไบนารีคืออะไร เพียงเพราะความอยากรู้! จะมีข้อมูลที่น่าสนใจบางส่วนละเว้นในคำอธิบายนี้ โปรดอดใจรอ :)
ตา! ดี! แต่กลศาสตร์ควอนตัมเกี่ยวข้องอย่างไรกับมัน? แม่เหล็กไฟฟ้ายังศึกษากระแส วงจร และอิเล็กตรอนด้วย ทฤษฎีนี้เพียงอย่างเดียวจะสามารถสร้างโปรเซสเซอร์ได้หรือไม่ คำตอบที่ง่ายและสั้นคือไม่!
Quantum Mechanics ได้เข้าสู่คำถามพื้นฐานของการสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทุกประเภท ซึ่งเป็นวัสดุที่ผลิตขึ้น ไม่ใช่แค่บอร์ดใดๆ ที่วางต่อสายไฟและก่อให้เกิด descargas electric เป็นวัสดุเฉพาะที่ไม่ใช่ตัวนำหรือฉนวน แต่เป็นสารกึ่งตัวนำ ไม่เพียงแค่ตัววัสดุเองเท่านั้น แต่แม้กระทั่งรูปทรงและรูปร่างของส่วนประกอบก็ได้รับการออกแบบทางปรมาณูสำหรับ best eficiência no processamento. Para conseguirmos entender melhor visualmente o que explicamos temos_cc781905-5cde-3194-bb3b -136bad5cf58d_the วิดีโอต่อไปนี้: OBS - เปิดใช้งานคำบรรยาย!
เมื่อเข้าใจการทำงานพื้นฐานของคอมพิวเตอร์แล้ว เราก็สามารถก้าวไปข้างหน้าในหัวข้อที่คล้ายกันได้ แต่ตามปกติแล้วจะมีกฎเกณฑ์ที่แตกต่างกันและแนวคิดใหม่ที่เราจะกล่าวถึงในหัวข้อถัดไป
ประเด็นก็คือ ด้วยความรู้ทางวิทยาศาสตร์ที่ก้าวหน้า ทุกสิ่งที่เรามีอยู่รอบตัวเราทุกวันนี้ได้รับอิทธิพลจากการค้นพบใหม่เหล่านี้ เกี่ยวกับการคำนวณที่ไม่ได้มาจากยุคก่อนยุค 2000 คุณอาจไม่รู้ว่าจะใช้ฟลอปปีดิสก์ เทปคาสเซ็ท และอื่นๆ ได้อย่างไร เครื่องประดับเล็ก ๆ น้อย ๆ ที่เราต้องจัดเก็บและประมวลผลข้อมูลเมื่อเทียบกับสิ่งที่เรามีในปัจจุบัน
เห็นได้ชัดว่าเมื่อเวลาผ่านไปหลายปีความสามารถของเครื่องจักรรอบตัวเรานั้นมีพลังเพิ่มขึ้นอย่างมากและมีขนาดร่างกายเล็กลงเรื่อยๆ ตามที่คาดการณ์โดย _cc781905-5cde- 3194- bb3b-136bad5cf58d_Gordon Earle Moore หนึ่งในผู้ก่อตั้งบริษัทโปรเซสเซอร์ Intel ซึ่งเขาได้สร้างกฎขึ้นในนามของเขา กฎของมัวร์.
กฎของมัวร์มีความสำคัญมากจนไม่เพียงใช้เป็นเป้าหมายในการติดตามและเอาชนะในแต่ละปีเท่านั้น แต่ยังเป็นวิธีการตรวจสอบว่าอุตสาหกรรมมีการพัฒนาอย่างรวดเร็วตามที่คาดหวัง แม้ว่ามัวร์จะถูกต้องมากในการทำนายของเขา ทุกคนรู้ รวมทั้งตัวเขาเองด้วยว่าการเติบโตนี้จะไม่คงอยู่ตลอดไป ทรานซิสเตอร์ในปัจจุบันอยู่ในระดับ 25 นาโนเมตร ซึ่งเป็นระดับเดียวกับไวรัสและแบคทีเรียบางชนิด
การหดตัวมากกว่านี้ยากขึ้นเรื่อยๆ นักวิจัยและนักวิทยาศาสตร์กำลังมองหาวิธีอื่นๆ ในการทำให้คอมพิวเตอร์มีการพัฒนาอย่างรวดเร็วและลดขนาดลง บางคนคิดว่าจะเปลี่ยนทรานซิสเตอร์ซิลิคอนด้วยวัสดุอื่น เช่น กราฟีน
ทางเลือกหนึ่งที่นักวิชาการในสาขานี้กำลังคิดเกี่ยวกับอนาคตของการคำนวณคือ Quantum Computer ที่เราจะพูดถึงในหัวข้อถัดไปและ Bio Computers._cc781905-5cde-3194- bb3b-136bad5cf58d_