速度是現(xiàn)在的10000倍，出自物理學(xué)家之手的新型電腦

【編者按】摩爾定律告訴我們，集成電路上可容納的晶體管數(shù)目約每18個月便會增加一倍，性能也將提升一倍，但是隨著人類對計(jì)算機(jī)性能要求的不斷提升，計(jì)算機(jī)的性能增加逐漸走到極限。在今年的SXSW大會上，來自斯坦福直線加速器中心的物理學(xué)家Joshua Turner提出了一種新型的計(jì)算機(jī)模式，他是利用軌道中電子狀態(tài)的改變來實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制，這項(xiàng)研究有望給計(jì)算機(jī)行業(yè)帶來革命性變化，下面看Gigaom的Stacey Higginbotham給我們帶來的精彩報(bào)道。

以下為全文：

SXSW是英文South By Southwest（西南邊的南邊，這是德州的地理位置）的簡寫，這是一個每年都在美國德克薩斯州舉辦的可能是世界上規(guī)模最大的音樂盛典，本次盛會上機(jī)器人、斯諾登、新型計(jì)算機(jī)成為熱門話題。

3月11日，在美國得克薩斯州奧斯汀舉行的SXSW 互動大會上，對于不遠(yuǎn)將來機(jī)器人將獨(dú)占勞動力市場，許多參與討論的專家和企業(yè)家表示樂觀，認(rèn)為這是一件好事。工廠自動化已經(jīng)減少甚至消除了許多制造業(yè)的工作崗位，從而導(dǎo)致勞動力市場出現(xiàn)重大變化。某些行業(yè)會被先進(jìn)的機(jī)器人顛覆，在接下來的30年中，智能機(jī)器和機(jī)器人的數(shù)量將超過地球上人類的數(shù)量。

還有遠(yuǎn)在俄羅斯避難的前NSA員工愛德華?斯諾登，也通過網(wǎng)絡(luò)視頻亮相SXSW，他表示，政府對隱私的監(jiān)控讓美國的憲法遭到大規(guī)模地踐踏，雖然主要科技公司加強(qiáng)了安全防護(hù)措施，但斯諾登認(rèn)為這仍然不足以切實(shí)保護(hù)隱私。他還呼吁，加強(qiáng)加密措施將提高政府監(jiān)控成本，使之難以為繼。

另外在SXSW上物理學(xué)家Joshua Turner還提出了一種新的計(jì)算機(jī)模式，他認(rèn)為現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)在性能增加方面逐漸走到極限，包括一塊芯片上的晶體管數(shù)量、能量功耗。

SLAC國家加速器實(shí)驗(yàn)室的物理學(xué)家Joshua Turner提出了利用電子圍繞原子核運(yùn)行軌道來生成計(jì)算機(jī)中的二進(jìn)制狀態(tài)，他把這種新型計(jì)算機(jī)命名為軌道計(jì)算機(jī)，不可思議的是這種電子軌道的狀態(tài)轉(zhuǎn)換速度是現(xiàn)在計(jì)算機(jī)晶體管狀態(tài)轉(zhuǎn)換速度的10000倍。

這意味著你仍然可以在計(jì)算機(jī)中使用二進(jìn)制編程，但是處理的速度將更快。為了讓我們能夠理解他的理論，Turner不得不在SXSW上給觀眾講解計(jì)算機(jī)是如何工作的、晶體管的工作原理、原子的結(jié)構(gòu)、亞原子粒子的行為以及一大堆X射線知識。

SLAC直線加速器相干光源X射線激光

實(shí)際上他在SLAC的研究方向就是X射線，在那里他負(fù)責(zé)使用直線加速器做實(shí)驗(yàn)并拍攝亞原子粒子的運(yùn)行照片，這些實(shí)驗(yàn)也導(dǎo)致了新材料的發(fā)現(xiàn)，一種新發(fā)現(xiàn)的材料可以加速電子開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)換，使磁性隨機(jī)存儲速度提升一千倍。

另一個突破是能夠在磁場里觀察旋轉(zhuǎn)的電子――類似于觀察工作中的晶體管，這可以幫助工程師們預(yù)測一些芯片領(lǐng)域的新突破可能給世界帶來哪些影響，研究亞原子層，如果沒有昂貴的設(shè)備，你將一事無成。

第三個突破是使用低功耗太赫茲激光引發(fā)電子磁自旋狀態(tài)的轉(zhuǎn)變，這是一種能使電子狀態(tài)改變速度加快的方法。激光可以加速狀態(tài)改變，而激光需要大量的能量，低功耗太赫茲激光能夠使電子狀態(tài)的切換加快而無需提供巨大功率。

雖然談?wù)摱际且恍┘夹g(shù)性很強(qiáng)的內(nèi)容，但是還是很有吸引力，Turner提醒我們，即使我們每天都和電腦打交道，而且量子計(jì)算機(jī)都已經(jīng)商業(yè)化，但是我們對于如何提升電腦的性能還有很多不了解的地方。

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原文鏈接：Physicist proposes a new type of computing at SXSW. Check out orbital computing （編譯/魏偉 審校/毛夢琪）

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