Kann man aus Lichtschaltern einen Computer bauen?

Ein Computer addiert zwei Zahlen im Prinzip so, wie wir es in der Grundschule gelernt haben: von rechts nach links, also von der niederwertigsten Stelle zur höchstwertigen. Das muss so sein, denn an jeder Stelle könnte es einen Übertrag geben, und der geht in die weitere Rechnung ein. Der Computer macht es im Binärsystem: 0 + 0 = 0, 0 + 1 = 1 + 0 = 1, 1 + 1 = 10. Das hilft, weil es an jeder Stelle nur vier Möglichkeiten gibt und diese
leicht durch logische Verknüpfungen auszudrücken und damit durch elektronische Schaltungen zu realisieren sind. Mit geeigneter Hardware könnte der Computer diese Verknüpfungen eigentlich für jede Binärstelle zugleich ausführen – wenn das Problem mit den Überträgen nicht wäre. Also rechnet er eine Stelle nach der anderen – 32 Stück beim Standardformat für ganze Zahlen, knapp 64 für die doppeltgenauen Gleitkommazahlen – und braucht entsprechend viel Zeit. Da das Addieren und das von ihm hergeleitete Multiplizieren den weitaus größten Teil
seiner Tätigkeit ausmacht – ein bisschen Vergleichen und vom Ergebnis abhängiges Verzweigen kommen auch noch dazu –, würde es die Arbeit enorm beschleunigen, wenn eine solche Operation in einem einzigen statt in 32 oder 64 Zeitschritten zu bewältigen wäre. Ideal wäre eine Schaltung, die das Ergebnis ihrer Rechnung bereits dann am Ausgang abliefert, wenn am Eingang die beiden Summanden in Form elektrischer Spannungen vorliegen.