指数型技术如何重塑我们的明天？

编者按：本文为合作媒体红杉汇（Sequoiacap）授权创业邦转载，不代表创业邦立场

航天技术在快速发展，通信网络也面临着前所未有的变革。当我们在谈5G技术，以及描绘它给我们未来生活带来哪些改变时，据称6G技术的研发已经在路上了，一种被认为比现在5G技术能耗更低、成本更低，以及海陆空全域覆盖的网络通讯技术一旦它出现，带来的变革将会更彻底。

除此之外，量子技术、人工智能正在改变我们的生活。本文节选自《未来呼啸而来》一书，列举5个黑科技，它们是如何颠覆未来的商业社会和我们的生活。作者戴曼迪斯和科特勒都是美国非常出色的畅销书作家，同时也是优秀的科技创新者。

01 量子计算

没想到吧，宇宙中最冷的地方其实位于阳光充足的加利福尼亚。在伯克利郊区的一个超大仓库里，悬挂着一条巨大的白色管道。这是一个人造低温装置，是下一代低温制冷机，可以冷却到?0.003 开尔文，或者说，接近于绝对零度。

早在 1995 年，智利的天文学家就探测到回飞棒星云（Boomerang Nebula）内部的温度为 1.15 开尔文。这是一个创纪录的发现，是宇宙中自然界最冷的地方。相比之下，这条白色的管道还要低差不多 1 开尔文，这使它成为宇宙中最寒冷的角落，同时也是一种极端的冻结状态，能够保证一个量子位处于叠加状态。

这是什么意思？

在经典计算中，“位”是二进制信息的一小块，要么是 1，要么是?0。

“量子位”（qubit）则是这个概念的更新版本，其全名为“quantum bit”。与非此即彼的二进制位不同，量子位所实现的是“叠加”，这使它们可以同时处于多种状态。读者不妨想一想抛硬币的两种结果：正面或反面。再考虑一个急速旋转中的硬币，正反两种状态瞬间就会闪过。对于量子来说，这就是叠加，只是需要超级低的温度才能实现。

叠加意味着力量，极大的力量。经典计算机需要数千步才能解决的难题，量子计算机只需两三步就能解决。我们可以这样理解，IBM 公司制造的、在国际象棋比赛中击败了国际象棋大师加里·卡斯帕罗夫（Gary Kasparov）的“深蓝”（Deep Blue），每秒可以计算 2 亿步，而量子机器可以提升到一万亿步甚至更多，这就是隐藏在那条白色大管道里的力量。

这条管道属于里格蒂计算公司（Rigetti Computing），是“大卫对抗歌利亚”式科技传奇故事的主角之一。（编者注：歌利亚是传说中的巨人，带领非利士人攻打以色列。最后被牧童大卫用弹弓打中脑袋，割下首级。大卫日后统一了以色列。）目前，在量子计算领域，参与竞逐“量子霸权”的选手，也就是建造一台能够解决经典计算机无法解决的问题的量子计算机，主要是谷歌、IBM 和微软等传统科技巨头，以及像牛津大学和耶鲁大学这样的学术堡垒，里格蒂计算公司这样的小企业，在其竞争对手面前，显得有些另类。

里格蒂计算公司创办于 2013 年，物理学家查德·里格蒂（Chad Rigetti）认为，量子计算机行业已经比许多人想象的更接近于启动的黄金时间，他希望成为推动这项技术突破终点线的人。因此，他辞去了在 IBM 公司担任量子科学研究员的舒适工作，筹集了超过 1.19 亿美元的资金，建造了这条有史以来最冷的管道。在成功申请了 50 多项专利之后，里格蒂计算公司现在制造的集成量子电路已经可以直接连接到云端的量子计算机上了。很显然里格蒂是对的，这项技术确实解决了一个大问题：摩尔定律的终结。

所有这些技术都构成了对摩尔定律的挑战，尽管它反映了一个长达 60 年计算能力不断提高的浪潮。

晶体管的功率，也就是测量这个浪潮大小的方法，通常用“FLOPS”，即“每秒完成的浮点运算次数”来计算。1956 年，计算机的运算能力为每秒 1 万次浮点运算。到 2015 年，这个数字变成了每秒 1 万亿次浮点运算。正是这种成亿倍的进步推动了科技的进步。

然而，在过去的几年里，摩尔定律的这种发展速度一直在放缓，问题出在物理方面。我们知道，集成电路的改进缩小了晶体管之间的距离，这让我们可以将更多的晶体管封装到芯片上。1971 年，通道距离，也就是晶体管与晶体管之间的距离，为 1 万纳米。到 2000 年，这一距离减少到大约 100 纳米。而现在，晶体管之间的距离已经减少到大约 5 纳米了。于是麻烦来了，在这样的微观尺度下，电子开始“到处跳跃”，从而破坏了它们的计算能力。这就成了晶体管发展的物理极限，带来了摩尔定律的绝唱。

但是，未必。

文章来源：《中国惯性技术学报》 网址: http://www.zggxjsxbzz.cn/zonghexinwen/2021/0305/513.html