還記得《終結者》中的那個無所不能的「天網」麼?一項報告表示:一種新型高科技技術可以與網路上流行的「雲計算」緊密結合,使雲計算具有更高的安全性和傳送速率,同時簡化HTTP://www.aliyun.com/zixun/ aggregation/13748.html">基礎架構,是雲計算的資料中心更加高效。
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,與傳統的二進位計算不同,它是通過對量子進行定位,然後用量子資訊位的改變來編碼資訊,處理速度方面遠超過傳統的電腦計算模式,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,普通電腦中的2位寄存器在某一時間僅能存儲4個二進位數(00、01、10、11)中的一個,而量子電腦中的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)、資訊(informations)與可逆性(reversibility)之間的關係。
同時科學家研究報告顯示,量子計算可以延長到「雲」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,量子演算法能夠成倍提高計算速度,對於資料庫搜索、方式識別、解決複雜的算術問題和破解加密協定是非常有用的。 通過量子來對資料進行加密,加密後資料不能被讀取,更不用說破壞資料了。 只有用配套的量子密碼打開資料。
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,你如何製造一個擁有龐大數量量子資訊位的系統,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麼對它進行定位, 來製作量子中繼器和量子記憶體。
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準的控制,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力浦·斯坦普說,在我們學會如果控制脫散之前,世界上所有的演算法都不會用到量子電腦。
通過量子加密,使用者可以將資訊中每個量子比特進行加密,然後發送到遠端資料中心,由於傳送的資訊中有大量經過加密的資訊,會出現無數種隨機步驟,在完成繁重計算同時,保證雲計算的完全安全。
瑞士在2007年的時候已經證實了長距離量子密碼的可行性,並且在自己的網路中投入使用。 最近科克大學的研究人員發現出可以在光纖中發送量子資訊,通過寬頻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電腦的建立。 大多數情況下量子電腦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年五月時正式發佈了全球第一款量子電腦「D-Wave One」,雖然它只能處理一些經過優化後的特定任務,在通用任務方面還遠不是傳統矽處理器的對手, 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製完全實用的量子電腦了。 這項技術突破允許科學家在初步計算中減少資料錯誤率,同時在量子位(qubits)中保持量子機械屬性的完整性。
位於美國紐約州約克城高地(Yorktown Heights)的IBM TJ沃森研究中心的物理資訊主管Mark Ketchen稱,量子電腦的創建意味著資料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,在一台量子電腦上解決這個問題只需幾個小時。
隨著技術的發展,量子電腦研製成功,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,資料中心更加迅捷,為雲計算的發展提供動力。 還記得《終結者》中的天網麼,也許未來有一天全球資料中心在量子計算的推動下會達到那樣的高度。
(責任編輯:蒙遺善)