1700526918
1700526919
·通过一个名为PCR（聚合酶链反应）的过程将所有DNA链（每个城市一条）复制数万亿次。
1700526920
1700526921
·接下来，将DNA（每个城市一个）放入试管当中。这一步利用DNA的亲和力将所有DNA链连接起来。较长的链条会自动集合在一起。每一条这样的长链都代表多个城市之间旅行的可能路线。小一点的链条代表每个城市都以随机形式与另一个城市连在一起，所以无法确定DNA链条中的哪一条代表着我们即将得到的连接这些城市的那个正确路线。然而，链条的数量非常庞大，所以可以确定至少会形成一条（或许是数百万条）作为那个正确答案。
1700526922
1700526923
下一步使用特殊设计的酶删去代表错误答案的数万亿链条，只留下代表正确答案的链条：
1700526924
1700526925
·用名为“原始物”的分子摧毁那些不是以起始城市为开头的链条，以及那些不是以目的城市为末尾的链条，再（用PCR）复制剩下的那些链条。
1700526926
1700526927
·用PCR删去代表旅行路径数量大于城市总数的DNA链条。
1700526928
1700526929
·用PCR删去所有不包括第一个城市的链条。然后对每一个不包括某一城市的链条做重复处理。
1700526930
1700526931
·现在，剩下的每一个链条都代表正确答案。（用PCR）将这些链条复制数万亿份。
1700526932
1700526933
·运用一种名为“电泳”的技术读取这些正确链条（作为一个整体来读取）的DNA序列。读取结果看上去像一条独特的线，这一结果也指明了题目中的“推销员”应该走的正确线路。
1700526934
1700526935
晶体中的大脑
1700526936
1700526937
还有一种方法可以利用第三维度，就是直接在三维空间里构建一台相当于晶体的计算机，计算元件的大小相当于晶格内的分子大小。
1700526938
1700526939
斯坦福大学教授兰伯特斯·海塞林克曾描述过这样一个系统，其中的数据储存在一个晶体当中作为全息图——一种光波干涉的模式。11利用这种三维储存法，存储1比特的数据仅需100万个原子，因此每立方厘米都可以拥有一万亿比特的储存量。还有一些研究项目则希望利用晶体的常规分子结构，将其作为真正的计算元件。
1700526940
1700526941
纳米碳管：巴基球的变种
1700526942
1700526943
1996年，美国莱斯大学的理查德·斯莫利和罗伯特·柯尔以及萨塞克斯大学的哈罗德·克罗托三位教授共同获得诺贝尔化学奖，这是对他们1985年发现的由大量碳原子形成的足球状分子的表彰。由于这些分子都呈六边形及五边形，就像里查德·巴克明斯特·富勒的建筑设计一样，因此被称为“巴基球”。这些不同寻常的分子是由熔炉的热烟气自然形成的，强度极高——是钢的100倍，这是它们与富勒的建筑创新共有的特征。12
1700526944
1700526945
最近，日本NEC电气集团的饭岛澄男博士表明，除了球形的巴基球外，碳弧灯产生的烟雾也含有细长的碳分子，看上去像是长长的管状物。这种分子叫作纳米管，因为它们体积极小——把50 000个这样的分子并排放在一起才相当于人类一根头发丝的直径，它们由同样的五边形碳原子构成，并且也和巴基球一样拥有不同寻常的强度。
1700526946
1700526947
纳米管的非凡之处在于，它可以表现出以硅元素为基础的电脑元件所具备的电子功能。如果纳米管是直的，它可以像金属导体一样导电，甚至导电性能更好。如果纳米管有一些螺旋形的弯曲，那它就可以履行晶体管的功能。可以利用纳米管制作各式各样的电子设备。
1700526948
1700526949
纳米管其实是由石墨构成的，其厚度相当于一粒原子，因此尺寸远远小于集成芯片上的硅晶体管。虽然纳米管非常小，却比硅元素的设备更持久耐用。此外，它们比硅更耐热，因此比硅晶体管更容易装配到三维阵列当中。加州大学伯克利分校的物理学教授艾利克斯·塞特尔博士认为以纳米管为基础的计算元件的阵列三维与人脑相似，但比人脑的容量更大、速度更快。
1700526950
1700526951
量子计算：茶杯中的宇宙
1700526952
1700526953
量子微粒是构成物质的梦。
1700526954
1700526955
——戴维·莫泽
1700526956
1700526957
现在为止，我们讨论的仅仅是数字计算，事实上还有一种更强大的方法，叫作量子计算。它可以解决连大规模并行处理数字计算机都无法解决的难题。量子计算机利用的就是量子力学自相矛盾的结果。事实上，这么说有点多余——因为量子力学的所有结果都是自相矛盾的。
1700526958
1700526959
要注意，加速回报定律和本书中的其他推测并不以量子计算为依据。书中的种种推测都以可随时测量的趋势为基础，而不是基于20世纪技术进步的不连续性。到21世纪，将不可避免地出现技术断层，届时量子计算势必可以证明自己的资格。
1700526960
1700526961
什么是量子计算呢？数码计算的基础是信息的“比特”，或开或关——要么是0，要么是1，交替循环。比特又被组织成更大的结构，比如数字、字母或者单词，事实上这些结构又可以代表任何一种形式的信息：文本、声音、图片、活动图像。从另一方面来看，量子计算的基础是Q比特，从本质上来看，就是0和1同时出现。Q比特的基础是量子力学中固有的模棱两可性。位置、动量或其他基本粒子的状态都保持这种“模棱两可”的状态，直到一种确定的过程让粒子“决定”自己的位置在哪儿、去过哪儿、具有何种性能等等。举例来说，假设一束光子以45°角投射到一块玻璃上，每一粒光子接触到玻璃的时候，都可以选择是直接穿过玻璃还是反射回来。每一粒光子都将同时选择两条路径（其实还不止于此，详见下文），直到一个有意识的观察过程强迫光子选择究竟要走哪一条为止。许许多多现代实验都已经充分证明了这一行为。
1700526962
1700526963
在量子计算机中，单个电子的一种性质可以代表Q比特——核自旋是一种比较普遍的选择。如果用正确的方式装配，电子就无法决定它们的核自旋的方向（上或下），因此会同时呈现出两种状态。电子旋转状态的有意识观察过程——或其他取决于这种状态的后续现象，都可以消除这种模棱两可性。这种消除模棱两可性的过程叫作量子退相干[3]。如果没有量子退相干，我们生活的世界将会是一团乱麻。
1700526964
1700526965
量子计算机的优点在于我们可以对它提一个问题，同时提供一个方法来检测答案。我们可以用这样的方法来设定Q比特的量子退相干，只有一个答案可以通过测试并在退相干中幸存下来，未通过的答案就相互抵消。因为还有很多其他方法（比如，递归和遗传算法），因此量子计算的关键之一在于，要仔细陈述问题，还要用明确的方法来检测答案。
1700526966
1700526967
Q比特系列代表要同时解决问题的答案。单个Q比特代表两个可能的答案。两个连接的Q比特代表4个可能的答案。一台拥有1 000个比特的量子计算机同时代表21 000个（这一数据大约相当于一个十进制数字，由1开始，后面跟着301个0）可能的答案。这一问题的陈述（作为一项可以运用到潜在答案的测试来表达）出现在Q比特串当中，因此Q比特就进行退相干（也就是说，每个Q比特都从模棱两可的0~1状态转化为确定的0或1状态），留下了一系列通过测试的0和1。从本质上来看，所有这21 000个潜在答案都同时做出了尝试，但只有正确答案通过了测试。
[
上一页 ]
[ :1.700526918e+09 ]
[
下一页 ]