Alternativas al estilo / estructura de 0 y 1 bit

He buscado en todas partes esta respuesta o incluso al menos una pregunta como esta (incluso el hardware de tom no tenía nada 'explícitamente' relacionado con esto).

Mi pregunta es simple:

¿Existe o hay alternativas a la forma actual en que se procesan los datos (usando 0s y 1s) en la arquitectura de la computadora?

Me encontré con esta pregunta cuando buscaba una nueva PC para comprar y me puse a mirar cómo Intel y los otros procesadores gastan miles de millones para comprimir más transistores en chips, etc. (pero eso está solo parcialmente relacionado con mi pregunta).

Algunas personas pueden decir que "0s y 1s son la forma más baja de representar datos", lo cual era cierto cuando esas computadoras comenzaron a usar dicho sistema. ¿Sigue siendo el caso hoy? ¿Realmente no hemos regresado directamente a la mesa de dibujo para buscar alternativas de procesamiento que probablemente puedan reducir las necesidades de procesamiento que enfrentamos actualmente?

Sé para algunos de ustedes que esta pregunta puede tener una respuesta simple que piensan que es correcta, pero solo pensar en ello y regresar a 0s y 1s e incluso al transistor en sí, hace que se pregunten si las alternativas a cada uno El método o paso de la arquitectura existe (no solo la representación 0 y 1).

Mi opinión personal no está relacionada con la pregunta "Creo que debido a la naturaleza compleja que tienen las PC actuales, la capacidad de hacer algo más complejo que el procesamiento 0 | 1 en el nivel más bajo es algo que puede ser posible hoy, simplemente porque ese tipo de parece que el procesamiento derrota el / los propósito / s de la solución compleja para la que fue diseñada la PC "

La estructura 0/1 es, de hecho, la forma más sencilla de representar y almacenar datos. Pero recuerde que antes de que se introdujera la tecnología digital (para almacenamiento), los dispositivos usaban soluciones de almacenamiento analógico . También recuerde que la computación cuántica se está investigando e implementando actualmente (pero en una etapa muy temprana), y es otro tipo de representación y procesamiento de datos.

Refiriéndose a la informática cotidiana en el presente, tenga en cuenta que la arquitectura 0/1 (o verdadero / falso, encendido / apagado, etc.) es obligatoria porque la tecnología actual se retransmite en flujos digitales (2 estados). Si intenta hacer que las cosas sean más complejas en el nivel más básico , eventualmente hará que el sistema sea más difícil de mantener y comprender cómo funciona. No digo que no sea posible, como dije, "la próxima gran cosa" se acerca a nosotros, pero hay que hacerlo con mucho cuidado para no estropearlo. Intentar hacer las cosas más complejas sin razón no es una buena idea. Pero, mi ejemplo anterior, la computación cuántica, es una excepción porque es una nueva área de la ciencia para explorar y, sobre todo, más eficiente, en comparación con la tecnología digital.

Además, se sugirió la idea de una computadora ternaria ( tecnología de 3 estados en lugar de tecnología de 2 estados), pero no se implementó ampliamente por un par de razones:

Es mucho más difícil construir componentes que usen más de dos estados / niveles / lo que sea. Por ejemplo, los transistores utilizados en lógica están cerrados y no conducen en absoluto, o bien abiertos. Tenerlos medio abiertos requeriría mucha más precisión y usar potencia extra. Sin embargo, a veces se utilizan más estados para empaquetar más datos, pero rara vez (por ejemplo, memoria flash NAND moderna, modulación en módems).

Si usa más de dos estados, debe ser compatible con el binario, porque el resto del mundo lo usa. Tres está fuera porque la conversión a binario requeriría una costosa multiplicación o división con el resto. En cambio, vas directamente a cuatro o una potencia mayor de dos.

Estas son razones prácticas por las que no se hace, pero matemáticamente es perfectamente posible construir una computadora con lógica ternaria.

Referencias / Lecturas adicionales:

Wikipedia

• Qubit
• Computación cuántica
• Señal analoga
• Señal digital

Naturaleza

• Computación cuántica eficiente utilizando conversión de fotones coherente
• Caja: computación cuántica

Otro

• Qubit , de Cantidad: la wiki cuántica.
• ¿Por qué computación binaria y no ternaria? - de StackOverflow
• ¿Cómo funciona una computadora cuántica? - Youtube
• Considere también las referencias dentro de los propios artículos.

Un diseñador sabe que ha logrado la perfección, no cuando no queda nada más que agregar, sino cuando no hay nada más que quitar. -- Antoine de Saint-Exupéry

0s y 1s son solo una forma más simple de expresar números, y las computadoras que conocemos tienen que ver con números. Cualquier número que pueda escribirse usando dígitos 0-9 tiene su equivalente en 0s y 1s (ver número binario en Wikipedia). En la medida en que esté usando una computadora para los cálculos (y eso es lo que estamos haciendo en este momento), no necesita más de 2 dígitos. En realidad, la introducción de los siguientes dígitos haría que los cálculos sean más complejos, ya que necesitaría otra capa de abstracción sobre la arquitectura física 0-1.

También debe tener en cuenta que 0 y 1 son estados lógicos: falso y verdadero. Otro dígito no sería de mucha utilidad siempre y cuando nos atengamos a la lógica (aunque algunas personas afirman que necesitamos un tercer estado, archivo no encontrado ;)) Las computadoras como las que estamos usando en este momento no necesitan más de 0/1.

Pero. Cuando dejas de pensar en categorías de lógica, esa es una historia completamente diferente. Las computadoras cuánticas están siendo investigadas. En la mecánica cuántica solo hay una probabilidad de que algo sea verdadero o falso, el estado real está en algún punto intermedio. Hay muy pocas personas en el mundo que podrían decir que tienen al menos una idea general de cómo funcionan las computadoras cuánticas y la ciencia detrás de ellas aún no se comprende completamente. Pero hay pocas ideas cuánticas relacionadas con la computadora que ya se implementaron, como esta .