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量子計算機(jī):提速N億倍

作者: 時間:2015-07-06 來源:騰訊科技 收藏
編者按:量子計算機(jī)可以在幾天里解決傳統(tǒng)計算機(jī)會花費數(shù)百萬年時間解決的問題,它也從理論慢慢變?yōu)楝F(xiàn)實。

  現(xiàn)有設(shè)備需要花費數(shù)百萬年時間才能處理的數(shù)據(jù),未來設(shè)備只需要幾天就能完成。和Google的工程師們聲稱,他們離制作出這種未來計算機(jī)已經(jīng)更近了一步。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/276828.htm

  對于世界上最早的可編程電子計算機(jī), 我們?nèi)缃裆写娴挠洃浿饕撬拇枴癈olossus”。古希臘和羅馬人用這個詞來指巨大的雕像,而最著名的巨像要數(shù)作為世界七大奇跡之一羅德島太陽神巨像。無論是從實體還是從概念上說,這個代號都很恰如其分。Colossus占據(jù)了整個房間,并且配備了晚餐盤子大小的磁帶輪。它是在第二次世界大戰(zhàn)期間制作的,用來破解納粹的密碼。

  在那個時候,“computer”這個詞指的還是人(通常是女性),而不是機(jī)器,Colossus的出現(xiàn)可以算得上是一個奇跡。以如今的計算標(biāo)準(zhǔn)來看,你幾乎認(rèn)不出來它是臺計算機(jī),因為它由數(shù)以千計的發(fā)光、發(fā)熱的真空電子管組成。這臺機(jī)器是可編程的,但卻沒有存儲器。當(dāng)操作者想要運行不同的程序時,就使用開關(guān)和插座來修改線路。Colossus是一只野獸,而且性情反復(fù)無常。

  在計算時代的早期,這也是意料中的事情。計算機(jī)可以使用真空電子管來運行,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(jì)60年代得到采用是一個具有革命性的變化。

  拜晶體管所賜,集成電路得以誕生。每單位面積的晶體管數(shù)量在穩(wěn)定增長——大約每兩年就增加一倍,一直持續(xù)了30年之久——這就是人們所說的“摩爾定律”。

  從真空管到晶體管的轉(zhuǎn)變,是計算時代的一個轉(zhuǎn)折點,盡管那之后出現(xiàn)了巨大的進(jìn)步,但直到現(xiàn)在,都還沒有另一個轉(zhuǎn)折點可以與之相媲美。

  如今,我們正處在一個類似的關(guān)鍵時刻:計算架構(gòu)方面的技術(shù)變化可能會讓我們以一種新的方式來思考“計算機(jī)是什么”。當(dāng)量子計算跨過從理論到實踐的門檻時,這個拐點就會到來。

  以今天的標(biāo)準(zhǔn)來看,量子計算可以達(dá)到的處理速度委實令人難以想象。假設(shè)我們把這種運用到監(jiān)控領(lǐng)域,它可以瞬間在數(shù)據(jù)庫中掃描數(shù)以十億計的面孔,實時辨別出一個人的身份。這樣的計算機(jī)也許還可以模擬復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng),或者是破解最嚴(yán)密的加密工具。

  “后量子時代的密碼學(xué)”儼然已經(jīng)成為一個完備的領(lǐng)域。它的宗旨是寫出可以抵御進(jìn)攻的算法。這樣的安全保障究竟有沒有可能實現(xiàn),目前大家還無法確定。這意味著量子計算可能會對全球金融體系、 政府和其他機(jī)構(gòu)造成嚴(yán)重破壞。

  人們常說,可以在幾天里解決傳統(tǒng)計算機(jī)會花費數(shù)百萬年時間解決的問題。長期以來,研發(fā)這種設(shè)備的理論思考都止步于數(shù)學(xué)公式領(lǐng)域,但是現(xiàn)在,它們卻正在轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎銠C(jī)芯片。

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



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