利用5个原子作为处理器和存储器IBM开发出量子计算机实验机

【路透社纽约8月15日电】国际商用机器公司（IBM）今天说，它已经研制出世界上最先进的量子计算机。量子计算机是一种基于原子所具有的神秘量子物理特性的装置，这些特性使得原子能够通过相互作用起到计算机处理器和存储器的作用。
IBM公司称，这台利用5个原子作为处理器和存储器的计算机首次证明了此类装置有可能以明显快于常规计算机的速度来解决某些问题。这台实验机被认为是朝着具有超高速运算能力的新一代计算装置迈出的新的一步。
从事这项研究的科学家小组的成员来自IBM公司、斯坦福大学和卡尔加里大学。领导该小组的IBM公司研究人员艾萨克·庄（音）说：“量子计算机最终可用于诸如数据库搜索之类的实际用途——例如网络搜索的速度可以大大提高，但很可能不适用于执行像字处理之类的普通任务。”
量子计算机还可用于密码技术，即密码的编制和破译。这一用途已引起美国国家安全局和国防部的兴趣。这两个部门正在资助斯坦福大学的量子计算机研制工作。
按照穆尔法则的描述，计算机处理器正在变得越来越小，其功能则正在变得越来越强。但是，目前的处理器制造方法预料会在今后10年左右达到极限。这种平版印刷技术无法制造出分子大小的微芯片，这促使研究人员尝试利用基因链或通过开发其他微型技术来制造计算机。
艾萨克·庄说：“量子计算技术将始于穆尔法则终结之时——大约会在2020年左右，届时电路功能部件的尺寸预料只有原子和分子那么大。事实上，量子计算机的基本元件就是原子和分子。”
庄在接受采访时说，他的小组利用这台量子计算机样机解决了密码技术中的一个典型的数学问题，即求解函数的周期。这台计算机能够一次性地解决这一问题的任何例题，而常规计算机需要重复数次才能解决这样的问题。
庄说，这项实验表明了量子计算机的可行性。
量子计算机依据的是电子或原子核的旋转以及量子粒子的奇异特性。在不被观测的情况下，量子粒子可以同时向不同的方向旋转。
当粒子的旋转方向是向上的，其状态可以读作“1”，如果是向下，则可以读作“0”，于是它们便与组成传统计算机二进制语言的“1”和“0”相对应。传统计算机采用的是晶体管，利用晶体管的开和关来表示“1”和“0”。
不过，量子计算机的独特之处，在于量子粒子还能够处于一种“超级状态”——同时向上和向下旋转。
这种状态将同时表示“0”、“1”以及两者之间的任何状态。在解决问题时，量子计算机并不是依次把全部数字加起来，而是在同一时间把所有数字加起来。
庄说，这一现象使得量子计算机能够拥有巨大的功能。对于某些类型的计算，例如密码技术或搜索中的复杂算法，利用数百个原子协同工作的量子计算机将能在同一时间进行数十亿次运算。
不过，还不清楚这样的计算机何时能够实现商业化。庄说，今后两年内可望出现使用7到10个原子的更为先进的量子计算机。