人类最期待的科技发展

随着5G网络、信息爆炸、云存储等等，多个有关通讯、互联网、计算机关乎人类未来的多个尖端领域新名词交集在一起的时候，人们开始有更多的憧憬。但事实上，在这三大尖端领域中，突破传统计算机系统的天花板，面对海量信息处理时，依旧能从容应对，量子计算机系统及其优越的算法，似乎有天然的优势。

 

对此，著名的物理学家理查德·费曼（Richard Feynman），曾在1981年就深有感慨地预期：我们所处的大自然不是经典的，若人类要模拟大自然，最好的工具应该是量子理论。

这个领域是个超级硬骨头

可事实上，量子计算机并不是如此一帆风顺的，光算法上就有无数的难关与课题，等待物理学家、数学家们去尝试与突破；其次，要想取代传统计算机，在应用层面上，无论是材料、信号数据的存储与传递，量子理论都面临着重大考验。

 

所以，也难怪从理论建立到如今，量子计算机系统及其应用，都仅仅是停留在实验室或理论中的产物。物理材料学家们，对这位貌若天仙的大美女，总如打捞水中镜花那样，一直苦苦不得其芳心。

 

可困难再多，也无法阻挡科学家们的奇思妙想，比如麻省理工大学的计算机专家斯科特·阿龙森Scott Aaronson和他的学生，早在2010年，就提出一种通过光路发送光子的量子计算机，以量子力学的方式处理光线，以特定的概率生成输出结果。并采取一种被称作为“玻色子取样”的形式，重现结果的输出。而计算机的处理能力大小，就由系统能处理光子的极限数量所决定，而30个光子，已经是让最牛掰的传统计算也感到了吃力。但量子理论的加特上，一个更高效的算法，却可以将传统计算机模拟玻色子取样的极限阈值提升至50个光子。

 

讲了一大堆理论，不如从应用场面去感受，量子计算机的未来春天。若真正获得第一批“优势”量子计算机的问世，在破解密码、演算这个复杂神奇的宇宙，以及人类在破解新型药物的分子结构，等各种假设与模拟的过程中，量子计算机，将演绎你完全想象不到的超神表现。过去你算上十天半载的事情，或许会在短短几分钟甚至几秒内就能获得结果。

超导石墨烯等新材料的突破性进展，更低功耗的新物理材料结构的出台，一度让人们看到了量子计算机系统，在不久未来成型的可能。而就在最近，他们又一次拿出了震撼性的新突破：物理学家们，在真正意义上，做到了利用量子存储器，实现光子的存储和传输！

 

对计算机系统略微感兴趣的人，都会非常清楚，信息的存储和传递传输，是任何智能系统中最最最基本的组成部分。对于传统计算机系统也好，量子系统也罢，同样如此，好比你处理能力上去了，但若你提供原料和传递结果的通道，成为瓶颈的话，再牛叉的计算能力，也是空谈。对于信息数据的存储同样是如此。

量子领域，又有新突破

光，被誉为这个宇宙中，唯一最快的速度！而这次由德国物理学家帕特里克 · 温德帕辛格Patrick Windpassinger ，所主导的量子存储与传递项目，就成功地解决了，利用一个“手提箱”，实现光脉冲信号封存，然后指令移动一小段距离后，再把这个信号原封不动地释放还原出来。

 

这个“手提箱”，实际上就是一种超低温铷-87原子，利用其物理特性，使其成为一种高效率和高寿命的光粒子的存储介质。基本物理原理是，利用它对光粒子，拥有敏感且有效的映射关系——它的原子中的电子，在光子的作用下很容易转化为激发状态。这个新发现，也打破了光不容易“捕获”的超级难题，还能实现可控性，让它实现指令信号的传递，并且不会丢失。

他们将这个研发出来的新技术，称为EIT（ Electromagnetically Induced Transparency）,让原子级材料，用作存储器来捕捉和映射光脉冲，并且让这个过程实现可逆的，在特地时刻，将这些光脉冲信号还原。

 

最让人可喜的事情就是，EIT比如今我们主流使用的存储介质，不仅实现了材料体积更小，更快更远距离上移动光线，最最最值得称道的一点是，光被装进这个“手提箱”里时，几乎不会导致任何温度上升或“手提箱”内部变化。通俗点理解，体积更小、传输更快，几乎更完美的低功耗存储与传输。如此理想的记忆体存储器，难怪大家都兴奋不已。

 

当然，这个介质目前还是实验室里的产物，也需要特定的实验室条件才能让它触发此功能，如何更大范围内的应用，物理材料学家，似乎还有更长远的路要走。