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20年后量子电脑叫板人脑(2 / 2)

龙桂鲁教授说,我们认为量子计算机要投入实用大概需要成千上百个量子的共同叠加,如果取得关键性技术的突破,实用的量子计算机有可能在5-15年内取得成功。印度国家研究所的科学家苏达尔尚最近预言,量子计算机将在今后5年内问世,它将在诸多方面突破现有计算机模式。甚至,量子计算机的外形和输入输出方式也可能与现有的计算机迥然不同。

-生物计算机离智能并不遥远

与量子计算机一样,生物计算机也是未来新型计算机之一。自从1994年提出DNA计算机概念以来,世界上所有发达国家都在加紧对生物计算机进行研究开发。

美国洛杉矶加州大学研究小组开发出名叫“环连体”(catenane)分子微型开关,这些细如毛发的开关可以重复开启和关闭,从而有可能用来制造随机存取存储器。随机存取存储器是计算机中的关键设备,这意味着离生产“可以编织在衣料中”的生物计算机时代已经不会太远了!

科学家设计的生物计算机模型中DNA绝大多数都是悬浮于充满液体的试管之内来执行运算。与传统电子计算机以“0”和“1”来代表信息不同,在DNA计算机中,信息将以分子代码的形式排列于DNA上,特定的酶可充当“软件”来完成所需的各种信息处理工作。

DNA计算机技术的诱惑力,在于其和传统硅技术相比所具有的巨大存储能力:一克DNA所能存储的信息量,估计可与1万亿张CD光盘相当;数百万亿个DNA分子拥有可感受和回应周围环境的所有计算结构,可在一个狭小的表面区域通过生物化学反应来协调工作,这一并行处理能力据认为可与目前功能最为强大的超级电子计算机媲美。

-生物计算机代替人进行临床试验

对于生物计算机将来的用途,研究人员有种种设想。其中一项就是让它代替人进行新药物临床试验,它通过运算可以模拟人体的多种变化情况,只要把药品的成份描述输入生物计算机,就会得出反应结果。

最近日本东京大学科学家,让30个碱基按照不同的排列组合成不同的DNA,并使这些DNA具有不同的数学意义,然后把它们放在试管中进行化学反应,对名叫“3—SAT”的数学难题的演算结果表明,它在一瞬间就区分了正确解和不正确解。

研究者指出,将生命活动的指令进行编码的遗传分子DNA和RNA里可储存比常规存储芯片更多的数据,试管状的生物计算机中含有大量遗传物质片段,每一个片段就是一个微型计算工具,因此生物计算机能同时进行数千次甚至上百万次计算。

普林斯顿大学副教授劳拉·兰德韦贝说,生物计算机并不能立即投入应用,也有可能永远不会彻底取代以硅芯片为基础的传统计算机,但它的出现丰富了计算机概念:计算机可以是算盘,可以是任何式样的东西,DNA计算机则可谓是计算机的抽象派作品。

-“原创科技”———世界领先的机遇

“所谓原创科技就是原来没有原理、方法、技术等,所有研究工作都需要从头创起。在传统计算机领域,中国有的专利很少。”北京大学微电子学研究所副所长张兴教授说,“由于高新技术专利的保护,要应用这些技术,每年我们要花大量的钱去国外买技术。”

量子计算机、生物计算机现在还不成熟,潜力巨大,谁先研究出来,谁就会被世界共认。龙桂鲁教授说,对于中国来说,如果在基础投资方面跟得上,这将是取得世界领先技术新的机遇和希望。本文采写/《发现工作室》

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