量子計算機：提速N億倍

　　現有設備需要花費數百萬(wàn)年時(shí)間才能處理的數據，未來(lái)設備只需要幾天就能完成。IBM和Google的工程師們聲稱(chēng)，他們離制作出這種未來(lái)計算機已經(jīng)更近了一步。

　　對于世界上最早的可編程電子計算機， 我們如今尚存的記憶主要是它的代號“Colossus”。古希臘和羅馬人用這個(gè)詞來(lái)指巨大的雕像，而最著(zhù)名的巨像要數作為世界七大奇跡之一羅德島太陽(yáng)神巨像。無(wú)論是從實(shí)體還是從概念上說(shuō)，這個(gè)代號都很恰如其分。Colossus占據了整個(gè)房間，并且配備了晚餐盤(pán)子大小的磁帶輪。它是在第二次世界大戰期間制作的，用來(lái)破解納粹的密碼。

　　在那個(gè)時(shí)候，“computer”這個(gè)詞指的還是人(通常是女性)，而不是機器，Colossus的出現可以算得上是一個(gè)奇跡。以如今的計算標準來(lái)看，你幾乎認不出來(lái)它是臺計算機，因為它由數以千計的發(fā)光、發(fā)熱的真空電子管組成。這臺機器是可編程的，但卻沒(méi)有存儲器。當操作者想要運行不同的程序時(shí)，就使用開(kāi)關(guān)和插座來(lái)修改線(xiàn)路。Colossus是一只野獸，而且性情反復無(wú)常。

　　在計算時(shí)代的早期，這也是意料中的事情。計算機可以使用真空電子管來(lái)運行，但效果并不好。它們占用空間太大，溫度太高，并且容易燒壞，因此，晶體管技術(shù)在20世紀60年代得到采用是一個(gè)具有革命性的變化。

　　拜晶體管所賜，集成電路得以誕生。每單位面積的晶體管數量在穩定增長(cháng)——大約每?jì)赡昃驮黾右槐?，一直持續了30年之久——這就是人們所說(shuō)的“摩爾定律”。

　　從真空管到晶體管的轉變，是計算時(shí)代的一個(gè)轉折點(diǎn)，盡管那之后出現了巨大的進(jìn)步，但直到現在，都還沒(méi)有另一個(gè)轉折點(diǎn)可以與之相媲美。

　　如今，我們正處在一個(gè)類(lèi)似的關(guān)鍵時(shí)刻：計算架構方面的技術(shù)變化可能會(huì )讓我們以一種新的方式來(lái)思考“計算機是什么”。當量子計算跨過(guò)從理論到實(shí)踐的門(mén)檻時(shí)，這個(gè)拐點(diǎn)就會(huì )到來(lái)。

　　以今天的標準來(lái)看，量子計算可以達到的處理速度委實(shí)令人難以想象。假設我們把這種量子計算機運用到監控領(lǐng)域，它可以瞬間在數據庫中掃描數以十億計的面孔，實(shí)時(shí)辨別出一個(gè)人的身份。這樣的計算機也許還可以模擬復雜的化學(xué)反應，或者是破解最嚴密的加密工具。

　　“后量子時(shí)代的密碼學(xué)”儼然已經(jīng)成為一個(gè)完備的領(lǐng)域。它的宗旨是寫(xiě)出可以抵御量子計算機進(jìn)攻的算法。這樣的安全保障究竟有沒(méi)有可能實(shí)現，目前大家還無(wú)法確定。這意味著(zhù)量子計算可能會(huì )對全球金融體系、 政府和其他機構造成嚴重破壞。

　　人們常說(shuō)，量子計算機可以在幾天里解決傳統計算機會(huì )花費數百萬(wàn)年時(shí)間解決的問(wèn)題。長(cháng)期以來(lái)，研發(fā)這種設備的理論思考都止步于數學(xué)公式領(lǐng)域，但是現在，它們卻正在轉變?yōu)橛嬎銠C芯片。

　　IBM量子計算實(shí)驗組負責人杰里-周(Jerry Chow)說(shuō)：“當我們開(kāi)始制作更好的設備，讓它們進(jìn)行教科書(shū)中的那種物理計算時(shí)，就會(huì )有更多的理論家、更多對已經(jīng)成型的設備感興趣的人參與進(jìn)來(lái)。這真的很令人興奮，因為我們正在開(kāi)始制作的設備不僅在應用方面很有用，在理論物理學(xué)上也很有用?！?/p>