Tous les ordinateurs qui nous entourent fonctionnent essentiellement avec deux chiffres : 0 et 1.
C'est ce qu'on appelle le système binaire.
À l'intérieur d'un processeur, ces deux valeurs correspondent à deux états physiques distincts, par exemple deux niveaux de tension électrique. Chaque unité d'information ainsi représentée constitue un « bit ».
Mais pourquoi seulement deux états ?
En théorie, rien n'interdit d'en utiliser trois.
C'est précisément le principe d'un ordinateur trinaire, parfois appelé ordinateur ternaire.
Au lieu de manipuler des bits pouvant prendre les valeurs 0 ou 1, il utilise des « trits », capables de représenter trois valeurs.
On peut choisir 0, 1 et 2. Mais une solution particulièrement intéressante consiste à utiliser -1, 0 et +1. On parle alors de système ternaire équilibré.
Cette différence paraît minuscule. Pourtant, elle change profondément la manière dont les nombres sont représentés.
Prenons un exemple très simple.
Avec deux bits binaires, on peut représenter quatre combinaisons différentes : 00, 01, 10 et 11.
Avec deux trits, on en obtient neuf.
À nombre égal d'unités, le système ternaire peut donc transporter davantage d'information. Certaines opérations mathématiques peuvent également être réalisées de manière particulièrement élégante avec le ternaire équilibré, notamment lorsqu'il faut manipuler des nombres positifs et négatifs.
Et contrairement à ce qu'on pourrait croire, cette idée n'est pas purement théorique.
En 1958, à l'université d'État de Moscou, une équipe dirigée par l'ingénieur soviétique Nikolaï Broussentsov, avec notamment le mathématicien Sergueï Sobolev, développe un véritable ordinateur ternaire.
Son nom : Setun.
La machine utilise le ternaire équilibré et devient l'exemple historique le plus célèbre d'ordinateur fonctionnant réellement selon cette logique.
Setun sera même produit à plusieurs dizaines d'exemplaires et utilisé dans différentes institutions soviétiques.
Alors pourquoi nos ordinateurs actuels ne fonctionnent-ils pas avec trois états ?
Principalement parce que l'électronique binaire s'est révélée extrêmement pratique.
Avec deux états électriques clairement séparés, il est relativement facile de distinguer un 0 d'un 1, même lorsqu'un signal est légèrement perturbé. Avec trois niveaux, il faut distinguer plus finement les états, ce qui complique la conception des circuits et peut réduire leur tolérance au bruit.
Surtout, toute l'industrie informatique s'est développée autour du binaire : transistors, processeurs, mémoires, logiciels et standards.
Mais le ternaire n'a pas totalement disparu.
Des chercheurs continuent d'étudier des composants capables de manipuler plusieurs états logiques, notamment pour certaines architectures émergentes.
Setun rappelle donc quelque chose d'essentiel : le règne du 0 et du 1 n'est pas une loi fondamentale de l'informatique.
C'est avant tout un choix technologique.
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