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目前的計算機發展到現在由於工藝和技術實現提升越來越難,傳統計算機受限於摩爾定律可能在不久的將來就會徹底放緩或停滯不前。探索新型計算機就成為了科學家們的使命,而公認被看好的當屬量子計算機,量子計算機被多個國家確定為未來的戰略發展方向。

逗逗君學問有限只能來簡單介紹一下子量子計算機,如有問題歡迎指正,量子計算機是依據量子力學開發出的計算機模型和現有的電子計算機完全不同,採用特有的量子演算法。傳統的電子計算機所有操作都是不可逆的,而量子計算機是科學家們對於可逆計算機的一種探索。

量子計算機的基本單位是量子位元,因為量子的疊加態特性,一個量子位元可以同時表達兩種狀態。而傳統計算機一個位元位只能表示一個狀態,隨著量子位元位的提升,量子計算機的儲存是呈指數形式上漲的,為2^N的關係。

傳統計算機的一個位元組是8個位,在某一確定時刻只能儲存一組資料,如果要儲存新的資料就要覆蓋掉原來的,而量子位元位因為每一位都是疊加態,所以可以同時儲存256組資料,儲存能力是非常強大的。

近日谷歌的量子霸權新聞轟動了科學界,谷歌實現了54個量子位元位的計算機,對於人類歷史的貢獻不亞於萊特兄弟發明飛機,並且聲稱其算力大幅領先於經典計算機,該計算機計算一組資料需要200秒而換成超級計算機則需要一萬年,當然谷歌的說法受到IBM的質疑。畢竟IBM也是搞量子計算機的,這裡就不談谷歌和IBM誰更好了,反正都還在探索,不管如何量子計算機的平行計算能力還有模擬計算能力是經典計算機無法比擬的,如果未來量子計算機成為現實該如何玩呢?

首先量子計算機的強大計算能力並不一定需要走進每家每戶,只需要放在服務端作為所有智慧裝置的遠端大腦就可以了!一臺量子計算機就可以滿足非常多使用者同時訪問。一代代通訊技術的不斷髮展,雲端計算會逐漸成為現實,所有的應用都可以被執行在雲端,但是頻寬可以滿足,延遲是最大問題,無論通訊技術再如何發展,傳輸速度也不會超過光速,即30萬公里每秒。

就以中國為例,國土遼闊,伺服器和終端使用者的距離超過3000公里很正常,3000公里光速需要跑上1/100秒,一個來回就是50分之一秒也就是20ms,這是最低延遲。無論科技如何發展都不可能超越,更不要說訪問其他國家了,如果兩地距離超過一萬公里,一個來回就需要1/15秒,也就是66ms,對於那種低時延的雲端計算根本不可能。

因此就可以在每一個城市建設一個數據中心,該城市使用者訪問該城市伺服器,共享量子計算機,延遲可以忽略不計。未來量子計算機和經典計算機肯定會共存,普通人想使用量子計算機就通過這種遠端方式,比如渲染計算,可能現在的電腦都需要好幾個小時甚至大半天,交給量子計算機只需要一秒鐘都不到,或者直接可以做到實時渲染。

量子計算機的平行計算能力是非常強大的,而目前的計算機並行運算只能通過堆核心,一臺超級計算機的佔地面積和一棟大樓一樣,如果想提升算力,只能狂堆硬體,如果一直以這種思路發展,未來有一天超級計算機的電費都掏不起了,當然量子計算可不止這點能耐,可以用來模擬宇宙,計算DNA密碼,預測未來,軍事戰略等等!

遊戲一直是人們永恆的話題,不分男女,不分長幼,通過網路我們可以很方便的和世界上的其他網友線上競技,但因為地理距離太長,如果伺服器在美國,我們和美國本土網友線上競技,在網路延遲上肯定吃虧!因此只能分割槽安排伺服器,目前就是這樣的,如果想要全球網民實現超低延遲競技,只有一個方法,那就是量子通訊。

量子力學裡有一個非常有意思的現象就是量子糾纏,兩個糾纏態的電子無論距離多遠其中一個的狀態改變,另外一個也會隨即改變。不過量子力學目前只是用來加密傳輸,因為兩個糾纏態的量子是提前準備好的,如果用來傳輸大資料,在技術上會有一定難題,不過隨著科技的發展相信在未來就會成為現實。

未來人類的三大技術,第一個是核聚變技術,實現能源革命,第二個是基因技術,通過解析基因密碼,幫助人類擺脫疾病困擾,甚至實現永生。第三個就是量子計算,不用在思考人生,直接模擬計算人生,如果這三方面全部實現,人類就會進入到新的紀元,作為我們目前的人類,因此只能展望未來,不過眼下還是做好眼前吧!

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