時間：2021-11-08 15:17
三十年前，擁有一(yī)部便攜式固定電話(huà)是奢華的巅峰時期現在，我(wǒ)們的智能手機是可以處理自然語言命令，并在設備上運行AI模型的個人計算 機。
根據專家的說法，再過30年，我(wǒ)們将在火(huǒ)星上擁有飛行汽車(chē)、機器人管家和殖民地。也許，也許不是。未來30年的計算機進步似乎并不像過去(qù)那樣确定。在創建更強大(dà)的經典系統時，我(wǒ)們正在反對摩爾定律并開(kāi)始獲得收益遞減。另一(yī)方面，我(wǒ)們也正處于幾個新計算範式的風口浪尖上。很明顯，在某個時候，我(wǒ)們将超越傳統的超級計算。然而，這是否會發生(shēng)在未來30年、50年或100年是一(yī)個不同的問題。因此，爲了便于讨論，讓我(wǒ)們想象一(yī)個未來的四種主要計算機系統（經典、光子、混合和量子）都已經成熟并可以使用的世界。我(wǒ)們會樂觀地說，這會發生(shēng)在2051年。
一(yī)、經典計算機
對于計劃縮短二進制系統以支持新興量子技術的人來說，我(wǒ)有一(yī)個壞消息：經典計算機的存在時間将比未來30年長得多。二元計算機之于量子計算機，就像筆和紙(zhǐ)之于強子對撞機。普通人在有生(shēng)之年不需要直接訪問量子計算機或強子對撞機，但我(wǒ)們都從它們的存在中(zhōng)受益。話(huà)雖如此，想想你的iPhone。30年後你仍然會有類似的東西。也許它會是眼鏡或神經植入物(wù)（不太可能，但有可能）。無論哪種方式，它都需要足夠的闆載處理能力來運行離(lí)散算法和應用程序。這就是今天的iPhone可以做到的。而且，就像今天的智能手機一(yī)樣，未來的智能手機大(dà)多隻需要足夠強大(dà)以連接到雲。二進制計算機在未來将做大(dà)多數與現在相同的事情。對于需要比我(wǒ)們對未來PC合理預期的更大(dà)馬力的任務，它們仍将充當更強大(dà)系統的接口。
二、光子計算機
這是一(yī)個令人興奮的發明。光子計算機系統還不完全存在，但大(dà)想法是使用光子而不是電力來執行計算，電子隻能以如此快的速度傳播，而光子以光速傳播，因爲您知(zhī)道，它們确實是光。這意味着（理論上）可以創建一(yī)個能夠以光速處理信息的計算機系統。IBM和斯科爾科沃科學技術研究所的研究人員(yuán)最近開(kāi)發了一(yī)種有效的光子開(kāi)關，一(yī)種可以基本上取代矽基晶體(tǐ)管的設備。光子計算機可能比當今最強大(dà)的二進制超級計算機快數千倍，而且由于它們的運行方式，它們實際上需要更少的能量來運行。這項技術可能會在未來30年内成熟，這是很有可能的，屆時我(wǒ)們能看到的最大(dà)好處是五級自動駕駛汽車(chē)的出現。是的，第5級，那是最高級别的自動駕駛。在最大(dà)程度的自主性下(xià)，車(chē)輛可以完全脫離(lí)電網運行，無需人工(gōng)監督。從本質上講，這可以通過将一(yī)台巨大(dà)的超級計算機擠進一(yī)輛微型汽車(chē)中(zhōng)來實現。但我(wǒ)們不是“巨型超級計算機”，而是“微型光子計算機”，并假設它使用的能量是其經典表親的1/100的1/100，而産生(shēng)的功率是其經典表親的100到1,000倍。
三、混合系統
在這裏，我(wǒ)們特指混合經典量子系統。光子計算機可能會與量子系統很好地合作，我(wǒ)們之前提到過，所有量子系統都可能需要某種形式的經典系統作爲門戶、接口或控制器。但也有一(yī)種範式，其中(zhōng)系統在經典計算和量子計算之間切換或結合兩者的結果以運行特定算法。有趣的是，這些系統很可能是第一(yī)批現成的“量子計算機”。請記住，我(wǒ)們不太可能将量子計算解決到您可以在未來30年内在地下(xià)室設置功能性時間旅行處理器的程度。但是，這并不是說不會有中(zhōng)間立場。量子系統是針對非常具體(tǐ)問題的針對性解決方案。例如，您不能僅僅在IBMQ系統上安裝API并利用量子宇宙來加速視頻(pín)渲染。但從理論上講，您可以通過結合經典的多任務處理（處理基礎設施）和量子算法（用于傳統處理器無法執行的複雜(zá)數學繪圖）來構建一(yī)個系統，該系統運行機場的航班調度軟件。考慮到類似的系統已經以基本形式存在，可以肯定的是，未來30年将看到大(dà)型企業（價值約10億左右的企業）購買和安裝混合量子系統作爲其IT堆棧的基礎。
四、量子計算機
這是有趣的部分(fēn)！量子計算機距我(wǒ)們還有大(dà)約20年的時間，而且取決于您與誰交談，它們可能永遠存在。今天的量子計算機是在巨大(dà)的實驗室中(zhōng)花費(fèi)巨資(zī)精心建造的實驗，本質上，它們解決了一(yī)兩個大(dà)的數學難題。到目前爲止，我(wǒ)們根本不可能猜測功能性、有用的量子計算系統何時會出現。但很有可能在未來30年内發生(shēng)變化。而且，如果是這樣，科學和技術世界的其他部分(fēn)也将如此。真正有用的量子計算機可以幫助我(wǒ)們解決冷聚變、曲速驅動和通用人工(gōng)智能問題。很難誇大(dà)量子計算機的潛力，僅對化學、藥物(wù)發現和病理學領域的影響是無法估量的。随着科學根除數千種疾病，可以挽救數十億人的生(shēng)命。
五、總結
這些技術都是目前我(wǒ)們可以想象得到但是還達不到的，但這并不意味着我(wǒ)們無法實現這些技術，畢竟在幾十年前我(wǒ)們也不曾想到科技能發展到今天這個地步。當談到在遠處利用幽靈般的動作或以光速進行計算時，未來是不确定的。這些技術中(zhōng)的任何一(yī)項都可能需要10年、30年甚至100年的時間才能成熟。