美國麻省理工學院與英國牛津大學是量子電腦研究的先驅,IBM與惠普電腦公司也不落人後。對量子電腦的驚人性能感到擔憂的美國政府,更是在洛斯阿拉莫斯國家實驗室,不計成本地設立了量子電腦研究基地。
要讓原子乖乖地為人類服務這個難題,無論是在理論上,坯是在實踐上,都對科學家發出了嚴峻挑戰。因為量子世界是個超乎常理的環境,我們可能永遠也猜不出它的“謎底”。
量子電腦也有很多匪夷所思的地方,它能夠設想無限多個宇宙並列的場麵,並由此“算出”可能出現的各種情況。而這意味著,不同的人在不同的時間,通過量子電腦計算得到的,很可能是不同的答案。
量子電腦專家班奈特說,量子電腦的基礎,恰恰就是這些怪異的觀念。因此,單是創造一個類似量子世界的環境,讓原子照常進行計算並提供答案,就足以讓科學家傷透腦筋。也許還要好幾十年,量子電腦才會出現在我們的書桌上。
其實科學家早已注意到,原子是個天然的計算機。它會旋轉,而且很有規律,方向不是朝上就是朝下,這正好與數字科技的“0”與“1”吻合。但原子有一個怪異的特性:一個原子,可以在同一時間向上並向下旋轉,直到你用電子顯微鏡或其他工具測量它,才會迫使它選擇一個固定方向。這既是原子的特異功能,也是量子電腦強大力量的來源。
既然原子可以同時向上並向下旋轉,它就不能被視為單一的“位元”。科學家稱之為“準位元”,就是出於這個原因。這意味著,如果把一群原子聚在一起,它們不會像今天的電腦那樣,按照程序進行線性運算,而是同時進行所有可能的運算。這種運算方式的直接好處是計算機的運算速度成指數地加快了。
隻要40個原子一起計算,其性能就相當於今天的一部超級電腦。舉例來說,如果有一個包含全球電話號碼的資料庫,要從中尋找一個我們需要的特定號碼,現在速度最快的超級電腦,大約要花一個月的時間才能完成任務,而一台量子電腦隻需27分鍾。
但是,答案那麼多,速度那麼快,我們怎麼取回想要的計算結果呢?前麵說過,對原子進行測量可以迫使它選擇旋轉方向,因此科學家隻要測量這些“準位元”,就可以逼迫它們說出答案。
最近,麻省理工學院與mM公司的科學家,終於通過特定方式,做出了原始的量子電腦。
雖然它看上去和一個烤麵包機沒有多大差別,但功能卻比烤麵包機高明多了。這個實驗性質的量子電腦,具有兩個“準位元”的計算能力。也就是說,它的威力等於兩個原子同時進行運算。目前,科學家們正在朝三個“準位元”的目標努力。
EDO內存
EDO是ExtendedDataOut的縮寫,有人稱之為超負模式。EDO內存於1995年開始應用於PC機,目前EDO內存已成為PC上主存和顯示存儲器主要采用的內存器件。
計算機自誕生以來,其心髒CPU的速度已有兩個數量級的增長。可是,內存的構成器件RAM(隨機存儲器)——一般為動態存儲器DRAM,雖然單個芯片的容量不斷擴大,但存取速度並沒有太大的提高,雖然人們早就采用價格較高的SRAM:芯片在CPU和內存之間增加一種緩衝設備——Cache,以緩衝兩者之間速度不匹配問題,但這並不能根本解決問題,於是人們把注意力集中在DRAM接口(芯片收發數據的途徑)上。在一個DRAM陳列中讀取一個單元時,首先充電選擇一行,然後再充電選擇一列,這些充電電路在穩定之前會有一定的延時,製約了RAM的讀寫速度。
EDO技術針對上述結構的不足,在DRAM的接口上增加了一些邏輯電路,由於在絕大多數情況下,要存取的數據在RAM中是連續的,即下一個要存取的單元位於當前單元的同一行的下一列上,由此可將存儲器速度提高多達30%。
另外,為了使充電電線路上的脈衝信號有一定的保持時間,EDO還在RAM輸出端增加了一組“門檻”電路,它可將充電線上的數據保持住,直到CPU可靠地讀走。
傳輸介質傳輸介質,是信息傳輸所經過的實體或空間。常用的傳輸介質有同軸電纜、雙絞線和光纖三種。
同軸電纜,由內外兩個導體組成。內導體為單根較粗的導線或多股的細銅線;外導體是圓筒形銅箔或細銅線編織的網。兩者之間由絕緣的填充物支持以保持同軸。同軸電纜最外麵由黑色的塑料絕緣層所包覆。
雙絞線,是一種以鐵合金或銅製成的電線。為減少線之間的輻射幹擾,兩根絕緣導線是按規則的螺旋形絞合在一起,它能傳輸數字與模擬信號。