還記得《終結者》中的那個無所不能的“天網”么?一項報告表示:一種新型高科技技術可以與網絡上流行的“云計算”緊密結合,使云計算具有更高的安全性和傳輸速度,同時簡化基礎架構,是云計算的數據中心更加高效。
這種高科技技術就是量子計算量子計算是一種依照量子力學理論進行的新型計算,與傳統的二進制計算不同,它是通過對量子進行定位,然后用量子信息位的改變來編碼信息,處理速度方面遠超過傳統的計算機計算模式,被譽為電子計算的潛力股。
量子的重疊與牽連原理產生了巨大的計算能力,普通計算機中的2位寄存器在某一時間僅能存儲4個二進制數(00、01、10、11)中的一個,而量子計算機中的2位量子位(qubit)寄存器可同時存儲這四個數,因為每一個量子比特可表示兩個值。如果有更多量子比特的話,計算能力就呈指數級提高。
量子計算的概念最早由IBM的科學家R. Landauer及C. Bennett于70年代提出。他們主要探討的是計算過程中諸如自由能(free energy)、信息(informations)與可逆性(reversibility)之間的關系。
同時科學家研究報告顯示,量子計算可以延長到“云”服務上如“Google服務”將會變得更加快捷,更加的安全。弗吉尼亞州大學試驗原子、分子和光學物理教授奧利維爾·普菲斯特(Olivier Pfister)稱,量子算法能夠成倍提高計算速度,對于數據庫搜索、方式識別、解決復雜的算術問題和破解加密協議是非常有用的。通過量子來對數據進行加密,加密后數據不能被讀取,更不用說破壞數據了。只有用配套的量子密碼打開數據。
然而要實現量子計算面臨著一些障礙,第一個控制方面的問題,你如何制造一個擁有龐大數量量子信息位的系統,對量子進行控制;第二個是對量子定位,你如何克服“脫散”,就是說量子是隨時變化的我們應該怎么對它進行定位,來制作量子中繼器和量子內存。
第一個障礙很明顯:量子系統是微小的。這個難題是獲得原子級的精細水平的控制,對數千個原子進行控制。脫散是一個更討厭的問題。哥倫比亞大學理論物理、物理和天文學太平洋研究所所長菲利普·斯坦普說,在我們學會如果控制脫散之前,世界上所有的算法都不會用到量子計算機。
通過量子加密,用戶可以將信息中每個量子比特進行加密,然后發送到遠程數據中心,由于傳送的信息中有大量經過加密的信息,會出現無數種隨機步驟,在完成繁重計算同時,保證云計算的完全安全。
瑞士在2007年的時候已經證實了長距離量子密碼的可行性,并且在自己的網絡中投入使用。最近科克大學的研究人員發現出可以在光纖中發送量子信息,通過寬帶傳輸到全世界各地的家庭中。但是最重要的問題仍然是量子計算機的建立。大多數情況下量子計算機只存在在有限的實驗室中,感覺離我們的世界很遙遠。
加拿大量子計算公司D-Wave 在2011年五月時正式發布了全球第一款量子計算機“D-Wave One”,雖然它只能處理一些經過優化后的特定任務,在通用任務方面還遠不是傳統硅處理器的對手,但是量子電腦的夢想距離我們又近了一大步。
IBM研究部門的科學家近日稱,他們在量子計算方面取得了重大進展,如今,工程師們已可以開始研制完全實用的量子計算機了。這項技術突破允許科學家在初步計算中減少數據錯誤率,同時在量子位(qubits)中保持量子機械屬性的完整性。
位于美國紐約州約克城高地(Yorktown border=1 Heights)的IBM TJ沃森研究中心的物理信息主管Mark Ketchen稱,量子計算機的創建意味著數據處理能力將比目前的常規處理器提高許多倍。例如,目前最好的多核處理器能夠加密或解密150位密碼。但是,如果你想解密一個1000位密碼的話,就需要全世界的計算資源來做這個事情。然而從理論上說,在一臺量子計算機上解決這個問題只需幾個小時。
隨著技術的發展,量子計算機研制成功,將會進一步的簡化基礎設施的架構,使基礎設施的成本更低,數據中心更加迅捷,為云計算的發展提供動力。還記得《終結者》中的天網么,也許未來有一天全球數據中心在量子計算的推動下會達到那樣的高度。