Khi thế giới máy tính liên tục cải tiến. Mỗi ngày một thiết bị mới xuất hiện làm cho các phiên bản trước không còn phù hợp với các thay đổi và phát triển công nghệ hiện tại. Đã qua rồi những ngày máy tính to bằng căn phòng và tính toán mất hàng giờ.
Từ ống chân không, transistor và mạch tích hợp đến thiết bị màn hình cảm ứng, sự tiến bộ công nghệ đã thay đổi cả phương pháp tính toán. Phong cách lập trình cho các thiết bị mới cũng đã thay đổi. Các cách truyền thống viết chương trình không còn hoạt động cho chúng. Phần mềm nhúng cần hiệu quả, phản hồi nhanh và tương tác hơn.
Sự khác biệt cơ bản là phần cứng cách mạng nhanh hơn, phát nhiệt ít hơn và có thể thực hiện nhiều tác vụ cùng lúc. Không cần chuyển đổi hoặc lên lịch công việc.
Tính toán truyền thống
Chỉ hiện tượng cổ điển của các thiết bị tính toán. Máy tính truyền thống thực hiện hai nhiệm vụ chính: lưu trữ thông tin trong bộ nhớ và áp dụng thuật toán, tính toán và công thức cho thông tin đó để tạo ra kết quả theo yêu cầu.
- Dựa trên mạch điện có hai trạng thái. Trạng thái tắt biểu diễn bằng 0 và trạng thái bật biểu diễn bằng 1.
- Khối xây dựng cơ bản của máy tính truyền thống là Bit. Một bit có hai giá trị, 0 hoặc 1. Tất cả thông tin có thể được biểu diễn chỉ bằng 0 và 1. Unicode đã được phát triển để biểu diễn tất cả chữ số, bảng chữ cái, ký tự, ký hiệu đặc biệt, xuống dòng, linefeed, carriage return, v.v.
- Mạch thực hiện tính toán gọi là cổng logic, được hình thành bằng cách kết hợp transistor. Tất cả các thiết bị này chỉ có trạng thái Bật và Tắt.
- Phổ biến transistor CMOS được sử dụng. Chúng được làm từ bán dẫn kim loại-oxy.
- Thường thì tất cả xử lý được thực hiện trong CPU, nơi có Unidad Điều khiển (CU) quản lý tất cả tính toán và Unidad Toán học và Logic (ALU) thực hiện tính toán thực tế.
- Có những vấn đề máy tính truyền thống sẽ mất hàng tỷ năm để giải quyết. Nghĩa là giải pháp sẽ không bao giờ đến? Ai biết kết quả sẽ ra sao? Nó có đúng không?
Tính toán lượng tử
Về cơ bản, nó dựa trên định luật vật lý lượng tử. Dựa trên khả năng có nhiều hơn hai trạng thái có thể. Một nguyên tử là hạt lượng tử có thể di chuyển tiến và lùi trong thời gian và có thể tồn tại ở hai nơi cùng một lúc. Máy tính lượng tử nhằm tận dụng hành vi kỳ lạ này để tính toán với sức mạnh nhanh hơn.
- Dựa trên định luật vật lý lượng tử, nơi một hạt có thể có nhiều hơn hai trạng thái có thể.
- Khối xây dựng cơ bản ở đây là Qubit. Một bit lượng tử dựa trên hiện tượng electron quay. Ngoài 0 và 1, một Qubit có trạng thái chồng chập là 0 và 1 cùng lúc. Các qubit này được cô lập khỏi môi trường xung quanh.
- Tất cả mạch điện được cách mạng hóa bằng định luật vật lý lượng tử.
- Thiết bị SQUID xuất hiện, là Thiết bị Giao thoa Lượng tử Siêu dẫn (Superconducting Quantum interference Device). Một từ kế siêu nhạy dùng để đo các từ trường tinh vi dựa trên vòng siêu dẫn.
- Bây giờ chúng ta có QPU (Quantum Processing Unit - Unidad Xử lý Lượng tử), là một chip lượng tử gồm nhiều qubit liên kết.
- Những máy tính này tốt nhất cho các bài toán tối ưu như đỗ máy bay. Các điều khác như tốc độ tính toán nhanh hàng tỷ lần, xử lý lượng dữ liệu khổng lồ, tiêu chuẩn mã hóa không thể phá vỡ cho bảo mật dữ liệu, v.v. đang thay đổi thói quen tính toán.
Máy tính lượng tử sẽ không thay thế máy tính cá nhân vì không phải thiết bị cá nhân nào cũng cần hệ thống phức tạp như vậy. Chúng sẽ chuyên dụng cho các vấn đề phức tạp khó giải quyết ngày nay.