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40日目:当たり前へ至った歴史に感謝を-人から量子へと至ったコンピュータの進化

今回も記事を開いていただきありがとうございます。
私の大事な仕事道具もあるコンピュータ、これについて調べてみると、意外と面白いことがわかったのでまとめてみました!

言葉の由来

コンピュータどういう意味の言葉なのでしょうか。
調べてみると、ラテン語のコム(共に)とピュータ(計算をする数を扱う)が合わさった言葉の様です。
計算装置と言う意味合いはなく、天文学者や航海士、その他諸々の計算をする仕事に就く人全般を指す言葉であったそうです。

コンピュータと呼ばれた道具

では、人を指す言葉からいきなりパソコンやPCを指すようになったのかと言うと、そうではないようです。
その途中には、現在ではコンピュータと呼ばれなくなった数々のものが存在したそうです。

例えば、算盤も立派な計算をする道具で、コンピューターの1種類です。
他に歯車の回転で数字を表現する、歯車型コンピューターと言うものも存在しました。
この辺では1つの式を解くことが限界のようでしたが、ここから先コンピュータと呼ばれるものがさらに進化していきます。

コンピュータと呼ばれた装置

上とは道具と装置で言い分けていますが、正直深い意味はありません。ここから先は、単なる計算式を解く以上のことができるようになった位に思っておいてください。
現在のコンピュータにもあるメモリや関数やプログラミングと言う概念が登場したのは、蒸気式計算機を作ったチャールズベロッチの作品が1番初めと言われています。
さらに時代が経つと、こちらはイメージがある人も多いかの多いかもしれない、紙に穴を開けてプログラムを表現するパンチコンピューターが登場しました。
さらに水の量や電気などのアナログなものを使って計算をするアナログコンピューターと言うものも存在さしたそうです。

現在のコンピュータ

ここからは現代に移り、今でもコンピューターと呼ばれるものが発明されました。これは電子電気を使って計算を行い、数字を保持すると言う形式のものです。
これ面白いのは、今コンピューターと呼ばれているものは実はいくつかあった電子コンピュータの内、たった一つの型だけらしいのです。

電子部品の組み合わせ方は、今だと実質一通りでその部品の相性やスペックで差が出るようになっている、というのがPCを組み立てる時の私の理解です。
昔は、この組み合わせ方や部品の役割は一通りでなくいろいろな使い方があったそうです。一つ例を挙げればハーバード型と呼ばれたものがあったそうで、メモリをプログラム用とメモリ用の二つに分け、両方に同時にアクセスできる様にしたものだったそうです。

他にもいくつかあった中、多少の効率の悪さはあれど圧倒的な汎用性の高さを誇ったノイマン型電子コンピュータが、他を市場から駆逐し、コンピュータ=ノイマン型電子コンピュータを指す様になる程のシェアと知名度を誇る様になりました(ノイマン型電子コンピュータという名称が市場からほぼ消えているので、知名度を誇るという表現は間違っているかもしれません)。

未来のコンピュータ


では、現在のコンピューターの次は、どの様な研究がされているのでしょうか。
いくつか候補はありますが、その中でも量子コンピューターは名前を聞いたことがある人も多いかと思います。
電子式とは全く違う仕組みで、とある領分の計算を圧倒的なスピードで解くことができるコンピューターです。

早い仕組みは(厳密には間違いですが雑にいうと)中でアナログな計算を行なっているからです。
例えば、池に小石を10個投げて5秒後、波紋で一番深いところはどこになるでしょう?
電子コンピュータでは、一つ一つの波形とその時間での変化と、各波形の干渉を、各地点(仮に池の500ヶ所で一番深い場所を探すなら500地点)分計算することで答えを出すことが出来るはずですが、要素(波の数や地点の数等)が増えるほど計算量は膨大になります。

量子コンピュータではざっくりいうと、実際に波を起こしてぶつけて、実際に起こったその結果を取り出している、みたいな事をしているんです。
まあ空間に量子的な波を発生させて、その波を行列計算の様な感じで変数を使い操作して、空間の各地点の波の強さ的なものを確立的に電子信号に写しとる、の方がある程度正確ですがここでは詳しく扱わないことにします。
電子的な計算より、実際に波を起こしてこの結果を見ている量子コンピュータの方が、計算が早いというのははなんとなく感じていただけたかなと思います。

結び

コンピュータとはなんぞや?なんて軽い疑問から書き始めましたが、記事にまとめた範囲だけでも全く知らないことが多くありました。
普段当たり前の様に恩恵に預かっているものこそ、どの様な経緯や背景があり、私たちが恩恵に預かることができる有難い状況になっているのか、見直すいい機会になりました。
皆さんも、当たり前になっているのもこそ調べてみると、感謝を懐きなおすいい機会になるかもしれません。

今回も最後までご覧いただきありがとうございました٩( 'ω' )و

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※画像はイメージです

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