談到計算機(jī)的飛速發(fā)展避不開摩爾定律，這是由戈登#8226;摩爾在1965年提出的。他認(rèn)為，一個硅芯片上集成的晶體管數(shù)量每年會增加1倍。此后的多年，計算機(jī)差不多就按照這個速度在發(fā)展，直到近年來速度才有所減緩，現(xiàn)在大約是以24個月為周期。計算機(jī)正在飛速發(fā)展似乎已經(jīng)成為大眾的常識。問題是這種速度還能維持多久，計算機(jī)的未來將何去何從?

晶體管計算機(jī)被淘汰?

假設(shè)微處理器制造商可以按照摩爾定律不斷提高CPU的處理能力，這就意味著從現(xiàn)在起的100年之后，電腦的處理能力將是現(xiàn)在電腦的1000萬億倍之多。這是難以想像的。不過，即使是戈登#8226;摩爾自己也不認(rèn)為摩爾定律會撐那么久。2005年，摩爾曾表示，隨著晶體管達(dá)到原子尺度，芯片制造可能會遇到根本無法跨越的障礙。因?yàn)槲覀儫o法在同樣的空間集成數(shù)量更多的晶體管。

雖然我們可以通過制造更大尺寸的處理器以集成更多晶體管來避免這個問題，但晶體管會產(chǎn)生熱量，過熱的處理器可能導(dǎo)致電腦宕機(jī)。計算機(jī)的處理器處理能力越強(qiáng)越需要有效的冷卻系統(tǒng)來支撐，否則會過熱。處理器芯片越大，計算機(jī)在全速工作時產(chǎn)生的熱量越大。

另一個解決辦法是采用多核架構(gòu)，多核處理器將其處理能力分散到每個核。這種處理器在處理可以分解成為更小單元的計算時表現(xiàn)良好，而對于那些大型的不可分割的計算問題時，多核策略就行不通了。

未來的計算機(jī)可能依賴于一個與傳統(tǒng)機(jī)器完全不同的模式。如果我們放棄舊的以晶體管為基礎(chǔ)的處理器會怎樣呢?

光纖技術(shù)已經(jīng)開始對電腦發(fā)生革命性的影響。光纖數(shù)據(jù)線路用難以置信的速度傳遞信息，并且不會像傳統(tǒng)的電纜容易受到電磁干擾。如果我們設(shè)計一臺計算機(jī)，它使用光而不是用電來傳輸信息，會是怎樣呢?

一個好處是，光學(xué)或光電系統(tǒng)會產(chǎn)生的熱量比傳統(tǒng)的電子晶體管的處理器低，同時這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)酶?。目前，工程師們還沒有開發(fā)出可以批量生產(chǎn)的光學(xué)晶體管。蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的科學(xué)家能夠制造出分子大小的光學(xué)晶體管。然而，只是為了使它工作，科學(xué)家們需要將其冷卻至攝氏零下272度或者1開爾文，這僅比外太空暖和一點(diǎn)。顯然，不適用于普通計算機(jī)用戶。

量子計算機(jī)也是一個選擇。不同于使用二進(jìn)制數(shù)字執(zhí)行操作的傳統(tǒng)計算機(jī):一個位元為0或1，它像一個開關(guān)，只有兩種狀態(tài):開或者關(guān)。而量子計算機(jī)利用量子位或量子比特，量子比特可以在同一時間既能是0又能是1(或者之間任何東西)，該開關(guān)可能是開、關(guān)，或者是兩者之間的任何狀態(tài)。

量子計算機(jī)在解決可分割成子問題的大計算問題時，速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)的電腦，我們把這些問題稱作密集并行問題。但量子計算機(jī)其本身的性質(zhì)是不穩(wěn)定的，一旦計算機(jī)的量子狀態(tài)遭到破壞，該計算機(jī)的計算能力就無法保證。在蘇黎世，雖然創(chuàng)造了光晶體管，但是量子計算機(jī)只能在絕對零度以上幾度才能保持其量子態(tài)。

也許計算機(jī)的未來就來自于我們本身。計算機(jī)科學(xué)家團(tuán)隊正在努力開發(fā)利用DNA來處理信息的計算機(jī)。這種計算機(jī)科學(xué)和生命科學(xué)的結(jié)合是下一代電腦發(fā)展的思路。DNA計算機(jī)可能比傳統(tǒng)的機(jī)器多幾個優(yōu)點(diǎn)。例如，DNA是一個豐富而廉價的資源。用DNA作為數(shù)據(jù)處理工具也將是計算機(jī)領(lǐng)域的重大革命。

計算機(jī)無處不在

未來的計算機(jī)肯定會變得非常小，以至于無孔不入，它們幾乎存在于一切之中。您可以在地板下安裝電腦感應(yīng)器來監(jiān)控身體健康，也可以安裝在車上以實(shí)現(xiàn)自動駕駛。

電腦幾乎無處不在地跟蹤您的一舉一動，這是一個對未來既興奮又可怕的設(shè)想。一方面，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將變得非常強(qiáng)大，我們總是有一個快速、可靠的方式連接到互聯(lián)網(wǎng)。您可以在任何地方與任何人溝通，并且沒有服務(wù)中斷的后顧之憂。但另一方面，它也可能成為企業(yè)、政府或其他機(jī)構(gòu)來收集有關(guān)您的資料的工具并保持隨時隨地對你的監(jiān)控。

在過去的十年里我們已經(jīng)看到了無處不在的計算機(jī)處理技術(shù)，城市Wi - Fi項目、4G(如LTE和WiMAX技術(shù))已經(jīng)使計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了有線網(wǎng)絡(luò);你可以通過智能手機(jī)在幾秒鐘內(nèi)訪問萬維網(wǎng)上的信息;交通紅綠燈和生物識別裝置的傳感器可以檢測到我們的存在#8943;#8943;也許用不了多久，幾乎所有我們接觸到的所有東西里面都有一臺計算機(jī)或傳感器。

我們還可以看到在用戶接口技術(shù)方面的大變革。目前，大多數(shù)計算機(jī)依賴物理輸入接口，像電腦鼠標(biāo)、鍵盤、跟蹤墊等，另外也有計算機(jī)程序能夠識別我們的聲音或跟蹤我們的眼睛運(yùn)動以執(zhí)行命令。計算機(jī)科學(xué)家和神經(jīng)學(xué)家正在研究各種新的人機(jī)接口方式，以允許人們通過思維來操作電腦，或許未來的計算機(jī)可以完美地反映我們的想法。

實(shí)際上，預(yù)測未來總是困難的。技術(shù)進(jìn)步不一定呈線性或指數(shù)級。在進(jìn)步了幾十年后，我們可能因?yàn)榕龅讲豢捎鲆姷睦щy而長期停滯不前;而另一方面，一些未來學(xué)家預(yù)言，計算機(jī)和人類之間在100年后可能沒有什么實(shí)質(zhì)的差異。在那個世界上，計算機(jī)將轉(zhuǎn)化為一個新物種，它可以以我們現(xiàn)在難以想象的節(jié)奏來完善自我。不論未來是什么樣，有一點(diǎn)可以肯定，未來的計算機(jī)將會與現(xiàn)在的有很大不同。