傳統(tǒng)計算機使用二進制數(shù)據(jù)的最小單位“比特”來處理信息。每個比特代表二進制的一個位數(shù),可以代表0或者1。這些0和1就像開關(guān)一樣,最終構(gòu)成計算數(shù)據(jù),來進行一個簡單的運算。比如解開一個迷宮,傳統(tǒng)計算機會一次一個地嘗試每一個可能的路線,最終找到正確的那個。量子計算的方法則截然不同,量子計算機使用量子比特,利用量子物理中的“量子疊加”和“量子糾纏”兩個原理進行運算。而量子比特與電子比特相比,具有模糊性。也就是物理學(xué)上常說的一個思想實驗“薛定諤的貓”。
為了更好地理解量子計算機如何運作,讓我們舉一個生活中的例子。想象有一個圖書館,我們在圖書館里挑了一本書,在書的其中一頁紙上打一個叉,然后把書合上。之后我們要求傳統(tǒng)計算機找到書中這個叉。傳統(tǒng)計算機會一頁一頁查看,很快就能找到畫叉那頁。但是如果計算機不知道這個叉在哪本書上,它必須查看每一本書的每一頁紙,就會花費很長時間。如果它是在世界上所有幾百萬本書里找那頁紙上的那一個叉,這會花費傳統(tǒng)計算機幾個世紀(jì)時間,幾乎不可能實現(xiàn)。但是如果有量子計算機的話,就完全不一樣了。因為它可以同時搜索所有書里的所有頁,能在幾秒的時間內(nèi)找到這個叉。
傳統(tǒng)計算機上的運行技術(shù)可以熟練地找到深埋在海量信息中的規(guī)律,但是量子計算機可以在沒有足夠信息或者解決方案過多,而無法找出規(guī)律的時候給出答案。
量子計算機與傳統(tǒng)計算機在運行上的巨大差別,讓它能夠進行傳統(tǒng)計算機做不到的運算,它甚至還能夠解決一些現(xiàn)在最先進的超級計算機也不能解決的的復(fù)雜問題。
安德魯·福爾斯曼和蘭登·唐斯在6年前創(chuàng)建了1Qbit初創(chuàng)公司,召集全球“最強大腦”來建造量子軟件。這一設(shè)想正在一步一步實現(xiàn)。福爾斯曼表示,量子計算機有可能在未來模擬人類世界。
在美國科幻劇《西部世界》中,通過復(fù)制和模擬人的思維,從而制造出仿生人來延續(xù)自身生命。更為精妙的是,這種模擬和復(fù)制并不是固定不變的,而是有可能隨機發(fā)生輕微的瑕疵。而物種的起源和進化也是由于遺傳過程中產(chǎn)生不可預(yù)測的“瑕疵”而發(fā)生的。這也是機器和人類的關(guān)鍵不同。
有了量子技術(shù),一切皆有可能。
然而,量子效應(yīng)的發(fā)生條件是非常嚴(yán)格的,需要用液氦將量子芯片冷卻至接近絕對零度,也就是約等于零下273.15攝氏度的環(huán)境下才能穩(wěn)定運行。
未來,量子計算技術(shù)帶給人們的便利不僅僅體現(xiàn)在生活中,還會在軍事上做出貢獻(xiàn)。
加拿大超級隱形生物科技公司聲稱已經(jīng)研發(fā)出一種“量子隱形衣”,就像哈利·波特穿的隱身斗篷一樣,能使穿戴者瞬間“消失”在人們的視線中。這種偽裝材料可以使光線彎曲,不僅能“騙”過肉眼,在軍用夜視鏡、紅外線和熱成像技術(shù)的探測下,也能成功隱身。加拿大超級隱形生物科技公司的偽裝材料一經(jīng)曝出,很快得到美國軍方認(rèn)可,并給予該公司大量資金支持用于后續(xù)研發(fā)。

目前,多國已經(jīng)展開對量子計算技術(shù)的研究。
2016年8月16日,中國成功發(fā)射“墨子號”量子科學(xué)實驗衛(wèi)星。美國太空網(wǎng)報道稱,該衛(wèi)星采用量子保密通信技術(shù),成為“無法被攻擊”的衛(wèi)星。
英國則正在計劃一項耗資4億美元、基于量子技術(shù)的傳感和定時項目;歐盟的一個類似項目預(yù)計將在10年內(nèi)投資10億美元;加拿大、澳大利亞和以色列也有相當(dāng)規(guī)模的計劃。
20世紀(jì)90年代初,美國威奇塔州立大學(xué)物理學(xué)教授伊麗莎白·貝爾曼開始研究量子物理與人工智能的結(jié)合。但是當(dāng)時大多數(shù)人對此表示質(zhì)疑。如今,人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和機器學(xué)習(xí)已成為最具顛覆性的技術(shù)。它們不僅出現(xiàn)在人類不擅長的任務(wù)上,如數(shù)據(jù)挖掘等方面,也開始出現(xiàn)在人類擅長的任務(wù)上,比如面部識別等。這意味著人工智能的“擬人化”。如果量子計算得到運用,將徹底解決人工智能面臨的各種問題,未來的量子戰(zhàn)爭將真正挑戰(zhàn)人類的大腦。
?。ㄔ瓨?biāo)題:究竟是什么讓美軍如獲至寶!這種科技讓一切皆有可能?)
