Arqitetura

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL INSTITUTO DE INFORMÁTICA

PPGC – PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM COMPUTAÇÃO

CMP 135 Arquiteturas Especiais de Computadores
Prof. Philipe Navaux

Computação Quântica
Francisco José Prates Alegretti MC083/2004

Computação Quântica
Francisco José Prates Alegretti 1. INTRODUÇÃO Este texto contém reflexões sobre Computação Clássica e Computação Quântica. É feita uma análise sobre os computadores que possuímos atualmente, as suas limitações e as possibilidades para o futuro. São apresentados alguns conceitos básicos sobre a Arquitetura de Von Neumann e a Computação Quântica. O enfoque do texto é sobre a significância desses conceitos e as conseqüências que eles implicam na Ciência da Computação.

2. COMPUTAÇÃO CLÁSSICA O computador tal qual o conhecemos atualmente é baseado na arquitetura de Von Neumann. Um computador de Von Neumann faz uma distinção clara entre elementos de processamento e armazenamento de informações, isto é, possui processador e memória separados por um barramento de comunicação. Mais especificamente, destaca-se duas características em particular sobre um computador de Von Neumann: a organização da memória e o método de processamento. As palavras de memória podem conter tanto instruções como dados. O processamento, por sua vez, é seqüencial, podendo conter desvios condicionais ou incondicionais. O reflexo dessas características nos computadores que temos na prática é a existência do program counter (que é incrementado a cada instrução) e da memória principal (que contém os programas executáveis e seus arquivos de dados). Essas são as duas características mais importantes da arquitetura de Von Neumann; elas definem não apenas o computador em si, mas tudo o que está associado com ele, ou seja, desde os algoritmos que são elaborados até a eficiência com que conseguimos resolver determinados problemas. Para ilustrar melhor a importância dessas características da arquitetura de Von Neumann, considere o