世纪的计算机

七、梦想成真：21世纪的计算机—— 量子电脑

由于受微晶片上半导体物理特性的限制，传统电脑的发展在不久的将来终将逼近极限，之后会被一种全新概念的量子计算机取代。量子电脑理论基础不再是现有的物理定律，而是玄妙的量子原理。它与传统电脑的最大区别在于利用原子而非晶片进行运算，其速度可能比现在的个人电脑快10亿倍。

原子是天然的计算机。原子会旋转，不是向上就是向下，这正好与数码科技的0与1完全吻合。而且它可以在同一时间向上并向下旋转，直到用电子显微镜或其他工具来测量，才会迫使它选择一个固定方向，这是原子的特异功能。如果将原子聚在一起，它们不会像传统电脑那样进行线性运算，只要对这些原子进行测量就可以逼迫它们说出正确的答案。

以查找电话号码为例，如果想在一本不按字母顺序排列的全球电话号码簿上找到一个特定名字，普通计算机需要逐一核对每一个列表，看看是否对得上号。这一工作如果用目前速度最快的超级电子计算机来做，至少要一个月的时间，因为任何普通计算机都必须用一系列的开和关（即数码0和1）来代表一个列表，这样的运算过程必然很长。但是，同样的工作若用量子计算机来做，只需27min。这是因为它可以利用原子的上述特异功能，采用一种计算机概率的方法，在同一时间核对所有的列表，并显示电话簿上所有的名宇。

科学家经过实验证明，只要40个原子一起计算，就相当于一部超级电脑的性能。由于计算机速度空前提高，过去在自然学、工程学和医学方面遇到的许多难题，都将迎刃而解。它可以在一瞬间搜索整个国际互联网，轻而易举地破译任何复杂的密码，准确地预报天气和地震，加速发现新药的过程，并且能帮助芯片制造商设计出目前看来是不可能的复杂电路。更为难得的是它为研究人类大脑的构造、功能并进而复制极其复杂的大脑，为破译人类基因所有的可能组合，提供了强有力的工具。而后者的完成，即使是使用目前速度最快的计算机来做，可能也要用上几个世纪的时间。但是，量子电脑的问世，也会使得电脑黑客的非法入侵行为变得轻而易举，这可不能掉以轻心。