摩尔定律消退后 计算机行业将如何发展？

液流电池非常简单易懂。电力行业一直在研究液流电池，想将它作为储存来自可再生能源的能量的一种方式。Michel 的系统距离商业应用来说还有许多年要走，但是原理已经确立：当 Ruch 打开液流开关，管道连接到的芯片就会 "苏醒"——而你在视线范围内根本看不到插头或是电线。

　　四、计算框架变革

　　（10）量子计算

　　摩尔定律消退后 计算机行业将如何发展？

　　量子技术可以实现速度上的大飞跃，但是只是在特定的应用上。

　　THE D-Wave 2X 是一个黑色的盒子，看起来有点像电影《2001：太空漫游》中神秘的黑石板的缩小版。它不是一般的机器，它是世界上第一台在商业上可用的量子计算机。目前已经和惠普、微软、IBM 和谷歌建立了合作。

　　量子计算是一种完全不同的处理信息的方法。在一些普通机器难以处理的问题上，它拥有巨大的速度优势。即使摩尔定律得以无限地延伸下去，这些问题也会持续的困扰普通机器。

　　而量子计算常常是被误解，有时是过分吹嘘的。其中部分原因是该领域本身还很新，所以其理论基础依然还在搭建中。在一些任务的完成上，量子机器毫无疑问要比最好的非量子机器要快。但是在其它的大部分任务上，这一优势就没那么明显了。"在许多情况下，我们不能确定某个量子计算机会比大家熟知的经典计算机快"，麻省理工学院的计算机科学家 Scott Araronson 说。可用的量子计算机将会是一个福利，但是没人能确定这个福利会有多大。

　　一个例子是，找到一个很大的数字中的质数因子：这个问题中，随着目标数字变大，难度会呈指数式的递增。换句话说，摩尔定律中，每一次芯片工艺的升级，都只能再影响到稍微大一点的数字。确定质数因子组成了大多数密码的数学支柱，这能在数据游走在互联网上时起到保护作用，恰好是因为这很困难。

　　两个非常规的量子现象，量子比特，或者说是量子位，在运行是完全不一样的。第一是 "叠加" 态，指一种持续不确定性的状态，能让原子同时能在不同的状态存在。比如，一个量子粒子是没有具体的位置的，只有说是有出现在某个地方的可能性。在计算层面，这意味着，一个量子位，不是特定的 1 或特定的 0，而是以二者混合的方式存在。第二个量子现象是 "牵连" 态，不同粒子的发展绑被在一起，所以其中某一个粒子受到影响的话，会立刻在其它粒子上有所反映。 这能让量子计算机在同一时间处理所有的量子位。

　　结果便是，一台机器能够一次性地呈现并处理海量的数据。例如，一个 300 量子位的机器，能够同时描绘 2300 个不同的 1 和 0 串，这一数字几乎等同于可见宇宙中所有的原子数量。并且，由于量子位是牵连的，所以要同时处理所有的这些数字也是可能的。

2、其他技术

　　光通信：使用光来代替电，在电脑，甚至芯片间进行沟通。这将能降低能源消耗，促进发展。惠普、麻省理工学院。

　　更好的存储技术：建造新的快速、密集和便宜的内存，解决在计算机性能上遇到的瓶颈。英特网，美光（Micron）。

　　量子阱晶体管：使用量子现象来改变晶体管中的电池的表现，提升性能，使得摩尔定律能够再反复，提升速度，降低能源消耗。

　　开发新的芯片和软件：在从专门化的芯片串建立的机器上实现代码编写的自动化。已经证明，这在 Soft Machines 上尤为困难。

　　近似计算：让计算机的内部表征数字更加精确，以减少每次计算时的比特数量，进而节省能源；允许计算机在计算中发生随机的小失误，能够释放配对的其它比特，这也能节约能源。华盛顿大学，微软。

　　神经形态计算：以动物大脑中处理信息的缠结和紧密联结的神经束为模型开发设备。这可能会降低能源消耗，想识别模式和其它的 AI 相关的任务也被证明是有用的。IBM，高通。

　　碳纳米管晶体管：这些卷起的石墨片材保证了低的能力消耗和高的速度，正如石墨烯那样。和石墨烯不同，它们也能够轻松的关闭。但是很难进行量化生产。IBM，斯坦福大学。

　　5、总结

　　摩尔定律消退后 计算机行业将如何发展？

　　摩尔定律的终结将会让计算机行业变得更加的复杂。在摩尔定律处于巅峰时期时，行业是很简单的。计算机的以可预测的方式和速度升级。随着节拍被打乱，计算机行业将成为一个更加复杂的地方。类似智能设计和狡猾的编程是有用的，奔腾的芯片设计师 Bob Colwell 说："但是许多一次性的创意的集合不能弥补潜在指数上的不足。"