本刊編輯部

誰是下一代計(jì)算機(jī)霸主

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遠(yuǎn)古時(shí)代，從人類社會(huì)開始形成的時(shí)候起，人類就不可避免地要和數(shù)字打交道。在茹毛飲血的原始社會(huì)，狩獵、采集野果是人類賴以生存的主要手段。伴隨著生存斗爭(zhēng)，人類自然而然地產(chǎn)生了“多與少”、“有與無”等最早的數(shù)學(xué)萌芽，數(shù)的概念就此應(yīng)運(yùn)而生了。人們對(duì)數(shù)字的認(rèn)識(shí)是和計(jì)數(shù)的需要分不開的。計(jì)數(shù)，應(yīng)該有計(jì)數(shù)工具的幫助才不容易出錯(cuò)。自從我國(guó)先民發(fā)明了“結(jié)繩計(jì)數(shù)”的方法以來，各種幫助計(jì)算的工具層出不窮。令國(guó)人為之驕傲的是凝結(jié)前人智慧的古老計(jì)算工具——算盤穿越千年的時(shí)光仍為今日的現(xiàn)代人所使用。上世紀(jì)美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)厄克特博士和物理學(xué)家毛希利博士研制成功世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)，使人類的信息數(shù)據(jù)處理能力提升到一個(gè)前所未有的新高度。

21世紀(jì)的尖端科技不僅能在一個(gè)原子上存儲(chǔ)一個(gè)比特的信息，而且還將采用一種新的名為“量子計(jì)算”的計(jì)算方式。這種新的計(jì)算方式和人類20世紀(jì)所通用的“傳統(tǒng)計(jì)算”方式完全不同。如果用一串N比特進(jìn)行某種計(jì)算操作，用“傳統(tǒng)計(jì)算”需要一定量的時(shí)間。然而在同樣的時(shí)間里，采用“量子計(jì)算”技術(shù)，可以進(jìn)行2N這樣的運(yùn)算。當(dāng)N變得很大時(shí)，2N變得令人驚訝的巨大。因此，量子計(jì)算的潛能遠(yuǎn)遠(yuǎn)地優(yōu)越于傳統(tǒng)計(jì)算。既然摩爾定律很可能帶我們進(jìn)入原子等級(jí)，在這個(gè)范圍里，“量子力學(xué)”這個(gè)物理規(guī)則將會(huì)被應(yīng)用，人類將必須用量子理論進(jìn)行量子計(jì)算。

超級(jí)計(jì)算機(jī)又稱高性能計(jì)算機(jī)、巨型計(jì)算機(jī)，是世界公認(rèn)的高新技術(shù)制高點(diǎn)和21世紀(jì)最重要的科學(xué)領(lǐng)域之一。如今，超級(jí)計(jì)算機(jī)已成為全球氣候變化、高能粒子、天體演變、核反應(yīng)等高新科技領(lǐng)域的關(guān)鍵工具。本期“熱點(diǎn)聚焦”板塊將重點(diǎn)關(guān)注我國(guó)研制成功的千萬億次超級(jí)計(jì)算機(jī)“天河一號(hào)”，它使我國(guó)成為繼美國(guó)之后世界上第二個(gè)研制成功千萬億次超級(jí)計(jì)算機(jī)的國(guó)家。此外，還將在回眸人類計(jì)數(shù)工具的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)介紹未來最高級(jí)的計(jì)算工具——量子計(jì)算機(jī)無可比擬的運(yùn)算能力，以及對(duì)于人類社會(huì)即將產(chǎn)生的深遠(yuǎn)影響。

“遠(yuǎn)古時(shí)期在太平洋中曾經(jīng)存在過一個(gè)高度文明的古大陸，名叫姆大陸?！边@是詹姆斯·喬治伍德在《失去的姆大陸》一書中的敘述，也是本期“探索·發(fā)現(xiàn)”板塊重點(diǎn)關(guān)注的話題。至今雖然尚無人認(rèn)同姆大陸的真實(shí)性，但與最近學(xué)院派學(xué)者提出過去在太平洋上存在著擔(dān)當(dāng)海上交通的某種文化圈理論卻存在著共通之處。姆大陸是否存在過則要看讀者的理解了。

讓我們把目光投向未來，想象一下量子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)將怎樣影響我們普通人的生活？