Введение
Компьютер, использующий троичную логику.
Троичный компьютер, также называемый тернарным компьютером, использует троичную логику (то есть систему с основанием 3) вместо более распространенной двоичной системы (то есть систему с основанием 2) в своих вычислениях. Троичные компьютеры используют триты вместо двоичных битов.
История
Я часто размышляю о том, что если бы в начальный период развития общества была принята троичная, а не десятичная система счисления, то машины, подобные современным, стали бы обыденностью задолго до настоящего времени, поскольку переход от вычислений в уме к механическим вычислениям был бы настолько очевидным и простым. Первый современный электронный троичный компьютер, "Сетунь", был создан в 1958 году в Советском Союзе в Московском государственном университете Николаем Брусенцовым, и он обладал заметными преимуществами перед двоичными компьютерами, которые в конечном итоге его заменили, такими как более низкое энергопотребление и более низкая стоимость производства. В 1970 году Брусенцов создал усовершенствованную версию компьютера, которую он назвал Setun 70. Троичный компьютер QTC 1 был разработан в Канаде.
Сбалансированный тройной
Тернарные вычисления обычно реализуются в сбалансированной троичной системе, использующей три цифры: −1, 0 и +1. Отрицательное значение любой сбалансированной троичной цифры можно получить, заменяя каждую + на − и наоборот. Вычитание числа упрощается инвертированием знаков + и − с последующим использованием обычного сложения. Сбалансированная троичная система позволяет выражать отрицательные значения так же легко, как и положительные, без необходимости использования ведущего знака минус, как в несбалансированных системах. Благодаря этим преимуществам некоторые вычисления в троичной системе оказываются более эффективными, чем в двоичной.
Потенциальные будущие применения
С появлением массово производимых бинарных компонентов для компьютеров, троичные компьютеры утратили свою значимость. Однако Дональд Кнут утверждает, что в будущем их снова начнут разрабатывать, чтобы воспользоваться элегантностью и эффективностью троичной логики. Один из возможных путей реализации этого – объединение оптического компьютера с троичной логической системой. Троичный компьютер, использующий волоконную оптику, мог бы кодировать 0 как отсутствие света, а +1 и −1 – как две ортогональные поляризации света. Джозефсоновский переход был предложен в качестве сбалансированной троичной ячейки памяти, использующей циркулирующие сверхпроводящие токи: по часовой стрелке, против часовой стрелки или выключенный. «Преимущества предлагаемой схемы памяти – возможность высокоскоростных вычислений, низкое энергопотребление и очень простая конструкция с меньшим количеством элементов благодаря троичным операциям». Троичные вычисления перспективны для реализации быстрых больших языковых моделей (LLM) и, возможно, других приложений искусственного интеллекта, в качестве альтернативы арифметике с плавающей точкой.
В популярной культуре
В романе Роберта А. Хайнлайна "Достаточно времени для любви" разумные компьютеры Секундуса, планеты, на которой разворачивается часть основной истории, включая Минерву, используют несбалансированную троичную систему счисления. Минерва, сообщая о результате вычисления, говорит: "триста сорок одна тысяча шестьсот сорок, исходное троичное представление – единица пара пара, единица ноль ноль, единица пара пара, единица ноль ноль, точка ноль".