Суперкомпьютер или Троичные компьютерные технологии
История компьютеров начинается с далеких времен. 3000 лет до н.э. в Древнем Вавилоне были изобретены первые счеты. Конечно, счеты, в современном понимании, назвать компьютером, (или электронной вычислительной машиной) язык не поворачивается. Однако для древних людей это было большим шагом на пути к современному миру. На протяжении долго времени эти счеты эволюционировали, и в конечном итоге появились механические сумматоры, смоделированные небезызвестным ученым: Леонардо Да Винчи. Несколькими веками позднее, благодаря таким ученым как Фарадей, Ампер, Эрстед и Тесла, мы приручили электричество, которое служит основой всей вычислительной техники по сей день. И вот в 1938 – 1941 гг. Конрадом Цузе были созданы первые цифровые вычислительные машины “Z1, Z2, Z3”, которые обладали всеми свойствами современного ПК (Персонального Компьютера). А к 1957 г мы вплотную подобрались к инновационным технологиям. В этом году компанией NCR была создана вычислительная машина на транзисторах, принципы которых используются по сей день. В 1958 г. появилась модель первой троичной ЭВМ с позиционной симметричной троичной системой счисления «Сетунь», во главе Н.П. Брусенцова с группой единомышленников.
Предыстория
Из истории известно, что первые попытки создать троичную машину начались немного раньше двоичных машин. Английский изобретатель Томас Фоулер (Thomas Fowler), еще 1840 году, построил механическую вычислительную машину. Многие компоненты, счетной троичной машины были сделаны из дерева. Чтобы добиться высокой точности, Фоулеру приходилось создавать ее в более крупных размерах. Длиной в 2 метра, глубиной 1 метр, шириной 30 см. К сожалению, троичная машина Фоулера не сохранилась до наших дней. И многие достижения Томаса Фоулера остались бы неизвестными, если бы не сын, который написал его биографию. В начале 60-х годов МГУ им М.В. Ломоносова была разработана троичная ЭВМ под руководством Н.П. Брусенцова. Новому троичному компьютеру было дано название Сетунь. Машину назвали по имени речки, протекавшей недалеко от университета. Данная машина по своей элементной базе относится ко второму поколению компьютеров. Но по своей архитектуре абсолютно отличается от своих современников, т.к. основывается на троичной логике. Серийный выпуск «Сетуни» был непродолжительным, с 1962 по 1965 год. Но это была первая троичная ЭВМ, выпускаемая серийно. Ее конструктивные особенности были таковы, что она могла адресовать одновременно только один трайт оперативной памяти. Использовалась троичная система счисления: 0, 1, -1. И только для чисел с фиксированной точкой. Оперативная память на ферритовых сердечниках емкостью в 162 трайта. В качестве внешней памяти, использовался магнитный барабан, предшественник современных жестких дисков. На нем вмещалось до 4000 трайт. Пропускная способность шины памяти составляла 54 трайта. Что давало высокую производительность и не слишком частое обращение, к медленной внешней памяти. Троичная машина выполняла порядка четырех тысяч операций в секунду. Ввод и вывод происходили через телетайп и перфоленту. Чтение с последней 800 строк/с, запись 20 строк/секунду. «Сетунь» имел 37 электронных ламп, 300 транзисторов, 4500 полупроводниковых диодов, 7000 ферритовых колец. «Сетунь» занимала около 30 квадратных метра и потребляла 2,5 кВт. Кроме Бруснецова в разработке данной машины участвовали: С.П. Маслов, Е.А. Жоголев, В.В. Веригин. (Для сравнения современный компьютер потребляет 0,3кВт электроэнергии)
Троичная логика
Троичная логика – один из видов алгебры логики, предложенный Яном Лукасевичем в 1920г. Перечень значений нечёткой трёхзначной логики с двумя чёткими и с одним нечётким значением помимо «истинно» и «ложно» включает также третье значение, которое нечётко и трактуется как «не определено» или «неизвестно» (-1, 0, 1) || (0, 1, 2) и др. Троичная логика, в отличие от двоичной, не булево кольцо и обладает собственным математическими свойствами. Он состоит из системы аксиом, которые определяют над множеством <«1», «0», «1»>одноместные и двухместные операции, а также выводимые из них свойства. При физической реализации троичным функциям в троичной логике соответствуют троичные логические элементы, в общем случае необязательно электронные.
Схемы с 3-4-значной логикой дают возможность сократить количество используемых логических и запоминающих элементов, а также межэлементных соединений. Схемы трёхзначной логики легко реализуются на КМОП-технологии. Трёхзначная логика обладает большей выразительностью, чем двухзначная. Например, существует лишь 16 комбинаций входов-выходов двухвходового двоичного вентиля, тогда как у аналогичного троичного вентиля таких комбинаций 19 683.
Как раз на этих троичных элементах в 1959 г. Н. Бусенцовым и его командой была спроектирована ЭВМ «Сетунь».
Преимущества троичной логики
У некоторых людей эта логика вызывает затруднения. Они говорят, например: приведите пример подобной логики в жизни. Человек, немного подумавший над этой логикой поймет, что она более жизненна чем двоичная. Обычный пример троичной логики в жизни связан с постоянным током: ток движется в одну сторону, в другую сторону, его нет. 1. Меньше разрядов. Возьмем число 10 в десятичной СС и переведем его в двоичную СС, получим 1010, переведем в троичную симметричную СС, получим +0+, ну а если в троичную несимметричную СС, то получим 101. Из этого мы видим, что в некоторых числах в троичной симметричной и несимметричной СС-ах меньше разрядов, чем в двоичной СС. 2. Емкость. Троичная СС вмещает больший диапазон чисел, т.к. 3^n>2^n (где n-натуральное число) 3. Экономичность системы счисления
Экономичность системы счисления — запас чисел, который можно записать в данной системе с помощью определенного количества знаков. Чем больше запас тем экономичнее система. По затратам числа знаков (в трёх разрядном десятичном числе 3*10=30 знаков) наиболее экономична из позиционных показательных несимметричных систем счисления. Обозначим p основание системы счисления, n количество требуемых знаков. Тогда получим n/p разрядов требуемых для записи этого набора знаков в заданной системе счисления, а количество чисел которое при этом можно записать будет равно pn/p.
Преимущества Трайтов
Троичные ЭВМ (компьютеры) обладают рядом преимуществ по сравнению с двоичными ЭВМ (компьютерами). При применении симметричной троичной системы счисления и сложение и вычитание производится в одних и тех же двухаргументных полусумматорах — полу вычитателях или сумматорах — вычитателях без преобразования отрицательных чисел в дополнительные коды, то есть ещё немного быстрее, чем в двоичных полусумматорах и в двоичных полных сумматорах, где необходимо преобразовывать отрицательные числа в дополнительные коды. Троичная логика целиком включает в себя двоичную логику, как центральное подмножество, поэтому троичные ЭВМ (компьютеры) могут делать почти всё, что делают двоичные ЭВМ (компьютеры), плюс возможности троичной логики.
Элементы троичных ЭВМ
• Импульсные Феррит-диодные троичные элементы Н. П. Брусенцова, аналогичные двоичным элементам ЛЭМ-1
• Потенциальные a. Трех уровневые Трёхуровневые потенциальные логические элементы, в которых трём устойчивым состояниям соответствуют три уровня напряжения (положительное, нулевое, отрицательное), (высокое, среднее, низкое) При последовательной передаче данных по одной линии объём одномоментно передаваемых данных увеличивается в 1,5 раза на один троичный разряд, но, из-за меньшего быстродействия самой трёхуровневой физической системы, итоговое быстродействие получается меньшим, чем у двоичной системы. При параллельной передаче данных, по сравнению с троичной трехбитной системой, уменьшает количество проводников, но уменьшает быстродействие. b. Двухуровневые. Двухуровневые, потенциальные в которых логические элементы имеют два устойчивых состояния с двумя уровнями напряжения (высокое, низкое), а троичность работы достигается системой обратных связей.
Двух битные • Двухуровневые двух битные. По скорости равны троичным двухуровневым трехбитным триггерам. По сравнению с обычными двоичными триггерами в 1,5 раза увеличивают прямые аппаратные затраты.
Трехбитные • Двухуровневые трехбитные По скорости равны троичным двухуровневым двухбитным триггерам. По сравнению с обычными двоичными RS-триггерами увеличивают объём хранимых и передаваемых данных в 1,5 раза на один разряд.
Наиболее экономичны с точки зрения аппаратных затрат (уменьшают прямые аппаратные затраты приблизительно на 6 % по сравнению с затратами на двоичных триггерах). Быстродействие выше, чем в обычной двоичной системе.
Узлы троичных ЭВМ
Полный троичный тринарный (трёхоперандный) одноразрядный сумматор является неполной троичной логической тринарной (трёхоперандной) функцией.
Простейшие троичные процессоры на троичных регистрах сдвига, выполняющие операции умножения и деления на и, прибавления и вычитания и, умножения и деления на и, прибавления и вычитания и.
Троичная память
По элементной основе троичные ячейки памяти могут быть построены: — на триггерах, подобно двоичной SRAM, высокое быстродействие, но дорого из-за большего числа транзисторов на ячейку; — на конденсаторе с транзистором, подобно двоичной DRAM. Ёмкость в 1,5 раза больше, но в 1,5 раза ниже быстродействие и в 1,5 раза ниже помехоустойчивость. Троичная DRAM построена, подобно двоичной, на элементе с одним конденсатором и одним аналоговым ключом, работающим и с положительными и с отрицательными сигналами, но с биполярным зарядом конденсатора.
При одинаковом числе конденсаторов ёмкость троичной трёхуровневой DRAM увеличивается в 1,5 раза. При этом трёхуровневая DRAM, по сравнению с двухуровневой имеет в 1,5 раза меньшее быстродействие.
Популярные образцы троичных компьютеров
Как я уже отмечал ранее первой цифровой успешной версией троичного компьютера (ЭВМ) был «Сетунь» 1959г выпуска. Создание данного ЭВМ занимались такие ученые как Е. А. Жоголев, В. В. Веригин, С. П. Маслов, А. М. Тишулина, Н.П. Брусенцов. Интересный факт, что массовое производство Трайтов осуществлял Казанский завод математических машин, где было произведено 46 машин, 30 из которых использовались в университетах СССР. Тактовая частота процессора «Сетунь»: 200кГц. (это не составляет даже 10й части на фоне современных ПК) Производительность такого компьютера: 4 500 оп/сек. Запоминающим устройством служил: магнитный барабан, скорость вращения которой — 6000об/мин Потребляемая мощность: 2,5 кВт Количество электронных ламп: 20шт.
Неким G. Frieder-ом в 1973 г был создан эмулятор троичной арифметики на 2ом компьютере, называемый Ternac. Ternac был написан на первом языке высокого уровня «Фортан». Реализация эмулятора TERNAC была предпринята, чтобы узнать, возможна ли реализация не двоичной структуры на двоичном компьютере, и каков расход памяти и времени. Как проверка возможности, эта попытка была успешной. Первая версия этой реализации доказала, что скорость и расход памяти были того же порядка, как и при двоичных вычислениях.
Заключение
Анализируя данный реферат, задаешься вопросом: Раз уж у Троичных ЭВМ (Или Трайтов, как уже привыкли) так много преимуществ, почему растет и процветает двоичная арифметика в современных ЭВМ. Казалось бы и затрат на построение меньше, и алгебра логика уже была полностью продумана, и даже были созданы первые успешные образцы Трайтов. Безусловно у Трайтов есть и недостатки, о которых я писал выше, но даже, учитывая их, Трайты перспективнее ЭВМ с двоичной логикой. Проблема в том, что к моменту освоения троичной алгебры и построения моделей таких ЭВМ, двоичные компьютеры захватывали все большую и большую часть рынка. Было написано много программ, область применения которых распространялось по всему миру. В наши дни Трайты уже совсем вымерли и образцы вы можете встретить только в музеях ЭВМ. В перспективах возрождения Троичных ЭВМ: Возможно в узких кругах, компаниях будут возобновлены разработки Трайтов со своими системами и программами для выполнения конкретных задач.
Троичная уравновешенная система счисления и применение её в ЭВМ
Классическая двоичная система счисления, как мы знаем, используется для представления информации в компьютере, однако она имеет существенные недостатки, которые влияют на скорость работы процессора.
Один из недостатков – это проблематичное представление отрицательных чисел.
Мы привыкли к традиционному обозначению отрицательных чисел в десятичной системе счисления, помечаем их специальным знаком. Добавление еще одного знака к десяти имеющимся особой роли не играет. Добавление одного знака к имеющимся двум увеличивает число знаков в полтора раза! Поэтому принимались разные попытки записывать отрицательные числа, используя только знаки $0$ и $1$. Прямой код записывается путем добавления в старший бит цифры $0$ для положительных и цифры $1$ для отрицательных чисел. Обратный код записывается путем замены всех цифр регистра, где хранится отрицательное число, на противоположные ($0$ на $1$, $1$ на $0$). В старшем бите при этом отображается знак числа.
В целях повышения быстродействия компьютера, работа которого основывается на использовании двоичной системы, разработчики ввели особое беззнаковое представление отрицательных целых чисел — так называемый дополнительный код. В результате операция вычитания стала выполняться аналогично операции сложения.
То есть, если число записывается с помощью $8$ бит, то имеем:
$01111111=0\cdot (-128)+1\cdot 64+1\cdot 32+. +1\cdot 1=127$, а
$11111111=1\cdot (-128)+1\cdot 64+. +1\cdot 1=-1$.
Однако необходимо отметить, что в данном случае имеется много подводных камней. При сложении чисел нужно проверять, появился ли перенос в самый старший разряд — он тоже должен войти с обратным знаком. Следовательно, самый старший разряд должен обрабатываться совсем не так, как все остальные. Особая предосторожность нужна, если расширили $8$-битное число до $16$ бит. Нельзя просто добавить нули слева. Если число отрицательное, слева необходимо добавить единицы, иначе будет ошибка.
Троичная система счисления – это позиционная система счисления с основанием $3$. Данная система может быть представлена в виде:
несимметричной (цифры $0$, $1$, $2$);
симметричной (цифры $-1$, $0$, $1$).
Симметричную систему счисления называют также уравновешенной, она была предложена математиком Леонардо Пизано Фибоначчи ($1170 – 1228$) для решения «задачи о гирях».
Требуется подобрать такой набор из $4$ гирь, чтобы с их помощью на чашечных весах можно было взвесить любой груз массой от $1$ до $40$ кг включительно. При необходимости гири можно располагать на обеих чашах весов.
Ответ: искомый набор состоит из гирь в $1$, $3$, $9$ и $27$ кг.
При взвешивании $1$ кг запись может выглядеть следующим образом:
При взвешивании $2$ кг требуется использовать $2$ гири: на пустую чашу весов поместить гирю в $3$ кг, а на чашу с грузом — в $1$ кг. Результат этого взвешивания записывается в виде: $0 \ 0 \ 1 \ -1_3$.
При взвешивании $4$ кг запись выглядит следующим образом: $0 \ 0 \ 1 \ 1_3$.
Сложнее выражается взвешивание груза в $5$ кг: $0 \ 1 \ -1 \ -1_3$. При этом запись означает, что на пустую чашу помещена гиря, масса которой равна единице $3$ разряда в троичной системе счисления, то есть $9$, а на чашу с грузом помещены гири в $1$ и $3$ кг.
Из приведенных записей видно, что если перед цифрой того или иного разряда стоит минус, то это означает, что гиря соответствующей массы помещена на чашу с грузом и ее масса вычитается из общей массы. Иначе говоря, цифра $» -1″$ — отрицательная единица.
$0 \ 1 \ -1 \ -1_3 = 0\cdot 3^3 + 1\cdot 3^2 — 1\cdot 3^1 — 0\cdot 3^0 = 5_<10>$.
Приведем несколько других записей результатов взвешивания:
$0 \ 1 \ -1 \ 0_3 = 0\cdot 3^3 + 1\cdot 3^2 — 1\cdot 3^1 + 0\cdot 3^0 = 6_<10>$;
$0 \ 1 \ -1 \ 1_3 = 0\cdot 3^3 + 1\cdot 3^2 — 1\cdot 3^1 + 1\cdot 3^0 = 7_<10>$;
$0 \ 1 \ 0 \ — 1_3 = 0\cdot 3^3 + 1\cdot 3^2 + 0\cdot 3^1 — 1\cdot 3^0 = 8_<10>$.
Из записей следует, что результат любого взвешивания на чашечных весах выражается числом, записанным в системе счисления с основанием $P=3$.
Благодаря тому, что основание $3$ нечетно, в троичной системе возможно симметричное относительно нуля расположение цифр: $-1$, $0$, $1$, с которым связано два ценных свойства: естественность представления отрицательных чисел и отсутствие проблемы округления.
Симметричная троичная система наиболее экономна с точки зрения представления чисел.
Если не использовать значение «неизвестно», троичная логика сводится к обычной двоичной логике.
Представления чисел в троичной системе
В таблице приведены примеры представления целых положительных чисел в несимметричной троичной системе счисления:
Если в десятичной системе счисления имеется $10$ цифр и веса соседних разрядов различаются в $10$ раз (разряд единиц, разряд десятков, разряд сотен), то в троичной системе используются только три цифры и веса соседних разрядов различаются в три раза (разряд единиц, разряд троек, разряд девяток, …).
В следующей таблице приведены примеры представления чисел в троичной уравновешенной системе счисления. Глядя на таблицу, понятно, почему эту систему назвали уравновешенной, или симметричной. Очевидно, знак для представления отрицательных чисел не нужен!
Представление отрицательных чисел
Наличие положительной и отрицательной цифр позволяет непосредственно представлять как положительные, так и отрицательные числа. При этом нет необходимости использовать специальный разряд для знака и не нужно вводить дополнительный (или обратный) код для выполнения арифметических операций с относительными числами. Все действия над числами, представленными в троичной системе счисления с цифрами $0$, $1$, $-1$, выполняются естественно с учетом знаков чисел. Знак числа определяется знаком старшей значащей цифры числа: если она положительна, то и число положительно, если отрицательно, то и число отрицательно. Для изменения знака числа нужно изменить знаки всех его цифр (т.е. инвертировать его код).
Например, записи: $10-1= 8$, $-101= −8$.
Преимущества троичной уравновешенной системы счисления
Благодаря тому, что основание $3$ нечетно, в троичной системе возможно использование расположения цифр, симметричного относительно нуля: $-1$, $0$, $1$. Это дает следующие преимущества: естественность представления отрицательных чисел и отсутствие проблемы округления.
Для изменения знака у представляемого числа на противоположный необходимо изменить знаки у всех цифр, из которых оно состоит. Это свойство увеличивает число операций при перемене знака (в несимметричных системах изменяется только один знаковый разряд), но в то же время повышает надёжность при сбоях в одном или более разрядах.
Процесс округления числа в данной системе счисления заключается в следующем: абсолютная величина части числа, представленной отбрасываемыми младшими цифрами, никогда не превосходит половины абсолютной величины части числа, соответствующей младшей значащей цифре младшего из сохраняемых разрядов. Следовательно, в результате отбрасывания младших цифр числа получаем наиболее выгодное при данном количестве оставшихся цифр приближение, соответственно округление не требуется.
Применение троичной уравновешенной системы счисления в ЭВМ
Главная особенность уравновешенных систем счисления – отсутствие перед отрицательными числами знака «минус» и необходимости анализа знакового операнда при выполнении арифметических операций – стала привлекательной для конструкторов ЭВМ. Так в Советском Союзе в $1958$ году была создана экспериментальная модель ЭВМ, арифметика которой базировалась на использовании троичной уравновешенной системы счисления.
Инициаторами разработки этой уникальной машины стали математики вычислительного центра Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова во главе с академиком С.Л. Соболевым и при участии Н.П. Бруснецова и С.П.Маслова. В $1962-1965$ годах было выпущено более $50$ промышленных экземпляров ЭВМ «Сетунь». Особенности этой машины до сих пор привлекают внимание ученых и конструкторов, поскольку в ней, по мнению главного конструктора Н.П. Бруснецова, реализованы далеко не все полезные свойства трехзначного кода и трехзначной логики. Кроме того, в «Сетуни» не были предусмотрены операции над числами с плавающей запятой, для которых преимущества троичного кода особенно существенны. Несмотря на это, машина наглядно продемонстрировала выгодность использования троичного кода. Кроме того, она была гораздо дешевле машин ее класса и превосходила их по быстродействию.
Где используется троичная система счисления
Целое число в сдвоенной показательной позиционной системе счисления представляется в виде суммы произведений значений в разрядах (цифр) — Десятичная система
Замена двоичной логики — увеличит ли это производительность?
Однажды я прочитал в интернете про троичную систему счисления и заинтересовался. Меня мучил вопрос, а нельзя использовать в основе компьютера симметричную троичную систему счисления (СС), и даже вдруг это увеличит производительность компьютера? Мне казалось, что это возможно, и я жаждал это проверить.
Информация:
Троичная система счисления — позиционная система счисления с целочисленным основанием, равным 3. Существует в двух вариантах: несимметричная и симметричная.
В несимметричной троичной системе счисления чаще применяются цифры <0,1,2>, а в симметричной троичной системе счисления знаки <−,0,+>, <−1,0,+1>.
У некоторых людей эта логика вызывает затруднения. Они говорят, например, приведите пример подобной логики в жизни.
Человек, немного подумавший над этой логикой поймет, что она более жизненна чем двоичная. Обычный пример троичной логики в жизни связан с постоянным током: ток движется в одну сторону, в другую сторону, его нет.
Оказалось, что симметричная троичная система счисления использовалась давным-давно для решения «задачи о гирях», использовалась в компьютере Сетунь, построенном в 50-е годы в МГУ. С 2008 года в университете « California Polytechnic State University of San Luis Obispo» функционирует цифровая компьютерная система TCA2, основанная на троичной системе счисления. 
В чем же плюсы троичной СС над двоичной? Рассмотрим эти плюсы:
Меньше разрядов
Емкость
Экономичность системы счисления
Экономичность системы счисления — запас чисел, который можно записать в данной системе с помощью определенного количества знаков. Чем больше запас тем экономичнее система. По затратам числа знаков (в трёхразрядном десятичном числе 3*10=30 знаков) наиболее экономична из позиционных показательных несимметричных систем счисления. Обозначим p основание системы счисления, n количество требуемых знаков. Тогда получим n/p разрядов требуемых для записи этого набора знаков в заданной системе счисления, а количество чисел которое при этом можно записать будет равно pn/p.
Мы рассмотрели троичную арифметику, теперь затронем логику:
В чем же проблемы двоичной логики?
1.Мощности компьютера, основанного на двоичной логике, не всегда хватает. Приведем пример. Одна из наиболее сложных систем защиты – криптосистема RSA. Вскрытие шифра RSA с длиной ключа 1024 бита (такая длина часто используется в информационных системах) займет в лучшем случае — при проведении распределенных вычислений на тысячах мощных ПК — не менее пятнадцати лет, а к тому времени данная система шифровки перестанет быть востребованной.
Докажем математически какая система счисления будет наилучшей для максимальной мощности и емкости памяти. Для этого рассмотрим функцию f(p)=p^(n/p), в которой p – основание системы счисления, а n – количество требуемых знаков. Тогда получим n/p разрядов требуемых для записи этого набора знаков в заданной системе счисления, а количество чисел, которое при этом можно записать, будет равно pn/p
f(p)=p^(n/p)
Для того, чтобы определить максимальное значение функции, найдем ее производную:
ln f = ln p^(n/p)
ln f =n/p* ln p
. (Я не буду приводить здесь всю математику)
n*p^(n/p-2) никогда не будет равно 0 => (1 — ln p)=0, ln p = 1, p = e
e = 2,71, а ближайшее целое число к нему – это три.
Значит, в этом плане лучшая система с целочисленным основанием — троичная.
Самое вкусненькое — рассмотрим троичные логические операции:
1.Отрицание 
2.Конъюнкция — логическое И 
3.Дизъюнкция — логическое ИЛИ 
4.Операция Выбора. Эта операция существует только для троичной логики. Таблица истинности каждой из этих трёх операций содержит везде „-“, кроме единственного значения, которое ею можно выбрать. 
5.Модификация. Полное название этих одноместных операций: увеличение на единицу по модулю три (INC) и уменьшение на единицу по модулю три (DEC). Увеличение на единицу по модулю три – это циклическое прибавление единицы. 
Здесь видны и прежде знакомые вам логические операции из двоичной логики, но добавились и новые…
Квантовые компьютеры
Квантовый компьютер — вычислительное устройство, работающее на основе квантовой механики. Квантовый компьютер принципиально отличается от классических компьютеров, работающих на основе классической механики.
Благодаря огромной скорости разложения на простые множители, квантовый компьютер позволит расшифровывать сообщения, зашифрованные при помощи популярного асимметричного криптографического алгоритма RSA. До сих пор этот алгоритм считается сравнительно надёжным, так как эффективный способ разложения чисел на простые множители для классического компьютера в настоящее время неизвестен. Для того, например, чтобы получить доступ к кредитной карте, нужно разложить на два простых множителя число длиной в сотни цифр. Даже для самых быстрых современных компьютеров выполнение этой задачи заняло бы больше времени, чем возраст Вселенной, в сотни раз. Благодаря алгоритму Шора эта задача становится вполне осуществимой, если квантовый компьютер будет построен.
Канадская компания D-Wave заявила в феврале 2007 года о создании образца квантового компьютера, состоящего из 16 кубит. Это устройство работает на кубитах — квантовых аналогах битов.
Но можно построить компьютеры не на битах, а на кутритах — аналогах трита в квантовом компьютере.
Кутрит (квантовый трит) — квантовая ячейка, имеющая три возможных состояния.
Подлинное новаторство метода Ланьона в том, что, используя в универсальных квантовых вентилях кутриты вместо кубитов, исследователи могут существенно снизить количество необходимых вентилей.
Ланьон утверждает, что компьютер, который в обычном случае использовал бы 50 традиционных квантовых вентилей, сможет обойтись всего девятью, если будет основан на троичном представлении.
Также, согласно некоторым исследованиям, использование кутритов вместо кубитов позволит упростить реализацию квантовых алгоритмов и компьютеров.
Итог:
В конечном итоге видно, что троичная симметричная система лучше двоичной системы в некоторых показателях, но не сильно выигрывает. Но с пришествием квантовых компьютеров троичные вычисления получили новую жизнь. Универсальные квантовые логические вентили — краеугольный камень новорожденных квантовых вычислительных систем — требует сотни вентилей для завершения одной полезной операции. Квантовый компьютер канадской компании D-Wave, анонсированный в прошлом году, состоит всего из 16 квантовых битов — кубитов — минимум, необходимый для управляемого вентиля «NOT». Использование в квантовом компьютере кутритов нужно было бы намного меньше вентилей для завершения одной операции. Я думаю, если бы началось производство и тестирование таких компьютеров, то результаты были бы лучше, чем у обычных компьютеров, вскоре началось бы массовое их производство, и про двоичные компьютеры все бы забыли…