“上帝情结”似乎与人类历史一样久远,神学家试图创造“上帝”,让全人类去信仰;而科学家却创造出越来越像人,至超越人类的具有“智能”和“灵魂”的工具,使人类自己成为工具的“上帝”。
日前,美国IBM利用5个原子作为处理器和存储器,开发出量子计算机的实验机。清华大学量子计算机实验室完成了利用2个原子进行量子计算的实验;1克生物计算机的DNA所能存储的信息量可与1万亿张CD光盘相当,其“知识水平”远远超过了人脑的极限,但它们始终听从人类的安排。在量子计算机和生物计算机方面的成就,使人类越来越有了“上帝”的感觉。
-硅片时代,2020年终结
专家预计利用分子键存储数据的“生物芯片”将在2007年投放市场;使用光子而不是使用电子处理信息的计算机将在2014年进入商业市场:计算机将在2015年利用神经网络执行30%以上的任务……
自计算机问世50多年来,运算速度已提高了约10亿倍。在最新一代芯片中,晶体管之间的连接导线的厚度已被蚀刻到只有0.18微米,是人发的1/500。
人类对于信息处理更快、更强的追求永无止境。一些科学家认为,正因为其在信息存储和处理上独具优势,量子计算机和生物计算机有可能为计算机进一步发展另辟蹊径。
科学家认为,电路线宽在0.1微米以下将不可避免地达到仅有单个分子大小的物理学极限,并预言,到2020年,传统计算机在信息存和处理方面不可能有大的发展。日本大规模生产的线宽只有0.13微米的芯片,将在今后两年中得到广泛应用;在今后3—5年内,科学家将攻克0.1微米的壁垒,这就意味着传统计算机的发展将走入穷途末路。
-量子计算机破译最高机密轻而易举
量子计算机突出的优点有两个,一是能够实现量子并行计算,可加快解题速度;二是由于量子叠加效应,n个量子位可存储2的n次方个数据,大大提高了存储能力。如果对一个400位长的数字进行因子分解,即使使用世界上最快的巨型机也要用10亿年(人类的历史才300多万年),但如果用量子计算机求解,只要1年左右的时间就足够了。
量子信息与量子测量教育部重点实验室、清华大学物理系龙桂鲁教授说:“由于量子计算机破译密码的超越性能充分显示了量子计算机的巨大前景,从1994年以来,世界各国的科学家纷纷涉足这一领域。如果哪一个国家率先研究成功将量子计算机投入实用,对于其他国家来说,国防、银行、网络、商业等一切领域都可能无密可保!”
-量子计算机能替代核实验
日前,美国IBM公司研究员、华裔科学家艾萨克·庄领导的科学家小组制成的实验模型仅是装着5个氟原子的一组玻璃试管———利用5个原子作为处理器和存储器开发出的量子计算机实验机。
龙桂鲁教授说,该研究小组研究最新成果对外保密,现在我们还不知道实验机的结构。今年2月份,我们已经利用2个原子进行量子计算,并提出了量子相位匹配条件和十几类问题的量子算法。中国科技大学和武汉物理所也取得了显著成果。
艾萨克·庄介绍,量子电脑是利用原子所具有的量子特性进行信息处理的一种全新概念的电脑。它以处于量子状态的原子作为中央处理器和内存,其运算能力比目前以微型晶体管电路为基础的传统计算机快几亿倍!根据目前正在开发中的量子计算机看,它和现有计算机类似,主要由存储元件和逻辑门构成,但是它又同现在计算机上使用的这两类元件大不一样。
龙桂鲁教授说,量子计算机由于速度快和存储量大,可用来模拟核试验,它能模拟多种变化的复杂情况,只要把准备进行核试验的材料数据输入量子计算机,它就可以很快得出反应结果。