Una computadora ternaria , también llamada computadora trinaria , es una que utiliza lógica ternaria (es decir, base 3 ) en lugar del sistema binario más común (es decir, base 2 ) en sus cálculos. Las computadoras ternarias utilizan trits, en lugar de bits binarios .
La computación ternaria se ocupa de tres estados discretos, pero los dígitos ternarios en sí mismos pueden definirse de manera diferente: [1]
Los ordenadores cuánticos ternarios utilizan qutrits en lugar de trits. Un qutrit es un estado cuántico que es un vector unitario complejo en tres dimensiones, que puede escribirse en la notación bra-ket . [2] Las etiquetas dadas a los vectores base ( ) pueden reemplazarse con otras etiquetas, por ejemplo las dadas anteriormente.
A menudo pienso que si en los inicios de la sociedad se hubiera adoptado la notación ternaria en lugar de la denaria, máquinas como las actuales habrían sido comunes mucho antes, ya que la transición del cálculo mental al mecánico habría sido muy obvia y simple.
— Thomas Fowler , carta a Sir George Biddell Airy [3]
Una de las primeras máquinas calculadoras, construida completamente de madera por Thomas Fowler en 1840, operaba en ternario equilibrado. [4] [5] [3] La primera computadora ternaria electrónica moderna, Setun , fue construida en 1958 en la Unión Soviética en la Universidad Estatal de Moscú por Nikolay Brusentsov , [6] [7] y tenía ventajas notables sobre las computadoras binarias que eventualmente la reemplazaron, como un menor consumo de electricidad y un menor costo de producción. [ cita requerida ] En 1970 Brusentsov construyó una versión mejorada de la computadora, a la que llamó Setun-70. [6] En los Estados Unidos, el emulador de computación ternaria Ternac que funcionaba en una máquina binaria se desarrolló en 1973. [8] : 22
La computadora ternaria QTC-1 fue desarrollada en Canadá. [9]
La computación ternaria se implementa comúnmente en términos de ternario balanceado , que utiliza los tres dígitos −1, 0 y +1. El valor negativo de cualquier dígito ternario balanceado se puede obtener reemplazando cada + con un − y viceversa. Es fácil restar un número invirtiendo los dígitos + y − y luego usando la suma normal. El ternario balanceado puede expresar valores negativos tan fácilmente como los positivos, sin la necesidad de un signo negativo inicial como con los números no balanceados. Estas ventajas hacen que algunos cálculos sean más eficientes en ternario que en binario. [10] Considerando que los signos de los dígitos son obligatorios y que los dígitos distintos de cero son de magnitud 1 solamente, la notación que elimina los '1' y usa solo cero y los signos + − es más concisa que si se incluyen los 1.
La computación ternaria se puede implementar en términos de ternario no balanceado, que utiliza los tres dígitos 0, 1, 2. El 0 y el 1 originales se explican como una computadora binaria ordinaria , pero en su lugar utiliza 2 como corriente de fuga .
El primer diseño de semiconductor ternario desequilibrado del mundo en una oblea de gran tamaño fue implementado por el equipo de investigación dirigido por Kim Kyung-rok en el Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan en Corea del Sur, lo que ayudará al desarrollo de microchips de bajo consumo y alta capacidad de procesamiento en el futuro. Este tema de investigación fue seleccionado como uno de los proyectos futuros financiados por Samsung en 2017, publicado el 15 de julio de 2019. [11]
Con la llegada de componentes binarios producidos en masa para computadoras, las computadoras ternarias han perdido importancia. Sin embargo, Donald Knuth sostiene que volverán a desarrollarse en el futuro para aprovechar la elegancia y eficiencia de la lógica ternaria. [10] Una forma posible de que esto suceda es combinando una computadora óptica con el sistema de lógica ternaria . [12] Una computadora ternaria que utilice fibra óptica podría utilizar la oscuridad como 0 y dos polarizaciones ortogonales de la luz como +1 y −1. [13]
La unión Josephson se ha propuesto como una celda de memoria ternaria equilibrada, que utiliza corrientes superconductoras circulantes, ya sea en el sentido de las agujas del reloj, en el sentido contrario a las agujas del reloj o en sentido inverso. "Las ventajas del circuito de memoria propuesto son la capacidad de computación a alta velocidad, el bajo consumo de energía y una construcción muy simple con menos elementos debido a la operación ternaria". [14]
La computación ternaria es prometedora para implementar modelos de lenguaje grandes y rápidos (LLM) y potencialmente otras aplicaciones de IA, en lugar de la aritmética de punto flotante. [15]
En la novela de Robert A. Heinlein , Tiempo suficiente para amar , las computadoras inteligentes de Secundus, el planeta en el que se desarrolla parte de la historia que la enmarca, incluida Minerva, utilizan un sistema ternario desequilibrado. Minerva, al informar el resultado de un cálculo, dice "trescientos cuarenta y un mil seiscientos cuarenta... la lectura ternaria original es unidad par par coma unidad cero cero coma unidad par par coma unidad cero cero punto cero". [16]
Con la aparición de los transistores de nanotubos de carbono , muchos investigadores han mostrado interés en diseñar puertas lógicas ternarias utilizándolos. Durante el período 2020-2024 se han publicado más de 1000 artículos sobre este tema en IEEE Xplore . [17]
