计算技术的量子革命

【英国《新科学家》周刊９月２４日一期文章】题：计算技术的量子革命
电子计算机开始了信息革命。还会有同样重大的进步在等待着我们吗？牛津大学物理学家戴维·多伊奇的回答是肯定的。他认为，这一进步将随着新的革命性计算机的诞生而到来。
这种计算机便是量子计算机。多伊奇声称，它将代表一种飞跃，因为它依赖于自然界中目前完全未被利用的领域。这些领域与在量子或原子水平上发现的奇异物质特性有关。美国电话电报公司贝尔实验室的计算机程序员彼得·肖尔已经设计了第一套量子计算法则，它具有强大的应用功能。
量子计算机的概念出现于８０年代初，加州理工学院已故著名物理学家理查德·范曼是设法寻找答案的先驱之一。他建立了一个原则上显示量子体系可用来进行计算的抽象模型。他还证明这种机器可用作量子物理学的模拟器。
量子计算机中的基本元素被称作量子点。建造一台完整的量子计算机需要在一块芯片上使用大约１０万个量子点，这是目前的技术水平所无法达到的。有关量子计算机的计算时间也存在着很大的困难。量子点中的电子保持受激态的时间只有大约一毫秒，这严重限制了量子计算的长度。在知道了肖尔的算法之后，多伊奇与牛津的同事阿瑟·埃克特和阿德里亚诺·巴伦科设法找到解决这些问题的方法。他们注意到，通过删除许多电路可以简化肖尔算法的计算。结果他们搞出了一台机器，起名为“因子化引擎”。
目前，量子点还难以制造，因为它们的大小一般只有１个毫微米，大约是１０个原子加起来那么大。不过，据说日本的日立公司正在研制量子点，以期制造新一代超高密度的存储芯片。这种技术出现的时间可能会比我们想象的要早。