未来的计算什么样？——本报记者对话多位全球顶级科学大师
趋势
“未来的计算机能够看、听、学，能用自然语言与人类进行交流……” ——比尔·盖茨
从1950年的ENIAC计算机到今天的手持设备，计算功效已经提高了十亿倍，而基础物理学的研究表明计算能力还可以再提高十亿倍。但是传统计算机所依赖的基础——硅芯片技术却受到最为严峻的挑战。
最近，越来越多的计算机学家警告说，如果没有技术上的重大突破，由于传统芯片技术的物理局限性，在未来10年内，计算能力和计算速度的提升将走到尽头。是否会有一种新型的、更强大的集成电路，可以彻底突破硅芯片限制，保持计算机性能不断提升？
近日，本报记者就上述问题采访了多位国际科学大师，大师们用自己独到的观点勾勒出未来计算的美丽蓝图。
量子计算能否挽救摩尔定律？
对话人：朱文利
惠普实验室主任 Dick·Lampman
恐怕在地球上每采访10个人，能够回答出“什么是量子计算”的人不会超过1个。
从概念上去描述量子计算是一件非常困难的事情。也许跟传统硅芯片技术做一个横向对比更能得出直观的印象。
硅芯片上所能取得的计算进步会受到物理法则的限制，每提升一点性能，就需要硅芯片本身进行技术升级，越往前发展，硅芯片本身受到的局限就会越来越大，因为硅芯片不可能无限制小下去，这就是摩尔定律面临死亡的关键。
量子计算技术则完全不受传统物理学的限制，可以将现有计算性能提升数千倍，趋于无穷大的方向。但是一个不可回避的事实是，迄今为止，世界上还没有真正意义上的量子计算机。
在这次采访中，来自著名尖端技术开发机构的惠普实验室主任Dick·Lampman先生就表达了“量子技术能够拯救摩尔定律”的观点。在他看来，一旦量子技术真正引入实际运用，将让摩尔定律再延长50年。
记者：量子计算是否能够真正救活摩尔定律？
Dick·Lampman：这点我毫不怀疑。2005年，作为量子计算的典型代表，交叉点阵逻辑门（Crossbar Latch）出世，被认为是硅芯片集成电路的终结者，将引领产业进入更高一层的技术领域——分子计算芯片，使摩尔定律的作用再延长50年。
如果没有交叉矩阵，纳米技术研究将无法取得任何进展，也许再过几百年都无法有所突破。但是有了这项革命性突破之后，再有两年，15纳米的元器件就可能出现。
记者：那么你所提到的技术就意味着我们将进入量子计算的时代？
Dick·Lampman：当然，这项发明使下一代计算真正进入“量子计算”时代，具有举足轻重的技术革新意义。
我在这里举一个例子，在中国“2005年世界十大科技进展”评选中，由570名中国科学院、中国工程院院士进行投票，“交叉点阵逻辑门”与另两项轰轰烈烈的外太空科技工程——“惠更斯号探测器登陆土卫六”、“彗星深度撞击计划”同时入选前三位。从这点就可以看出，在中国，量子计算同样已经成为热点，科技人士都非常关心这个领域的技术进展。
记者：那么量子计算具体会应用在哪些领域？
Dick·Lampman：信息技术、医疗、交通、建筑将成为量子计算技术应用的重点领域。当然也包括其他方面，比如化妆品领域，让人们变得更加漂亮的产品将层出不穷。
未来计算在生活中
对话人：朱文利
美国国家工程院院士 Ed Lazowska博士
微软高级副总裁 Rick Rashid
麻省理工学院计算机科学系主任 Eric Grimson博士
未来计算在生活中是这次对话的第二个话题。参与对话的三位科学大师都是美国最权威的计算机专家，长期从事未来计算的开发工作。他们提出了大量在未来计算同生活结合方面让人耳目一新的观点和看法。
记者：目前计算机应用在美国是怎样一个情况？
Ed Lazowska：我举个例子，就是泊车的问题。在美国，汽车已经实现可以自动泊车。由于计算机的参与，这不仅能够使你的汽车能保持一定速度，而且能同其他车辆保持一定距离，这些会慢慢增强汽车的安全性。这项技术在未来若干年，将会很快推广，在安全方面会带来很大的好处。
我估计在五到十年以后，会有大量纳米仪表仪器，能够监测整个生理系统，包括记录这个信息。在人们身体出了问题的时候，问题严重的时候，或者出现失忆的时候，一下就知道病人有什么样的问题，或者是否需要运动，喝了多少酒等等，所有的这些都会让人们变得更加健康，这个技术能够让每个人用到这个东西，并且让每个人都能长寿。
记者：那么你觉得未来计算的大规模应用会在什么时候？
Ed Lazowska：我估计在五到十年以后，会有大量纳米仪表仪器出现。比如在医疗行业，十年以后我们可以监测不同人的血液，制药行业将根据个人需要的剂量配制一些药品。还有合成医学，可以通过专业设备定做。我和我的小组是从1993年开始做计算机辅助手术系统这方面研究的，到现在已经将近13年了，但在1993年前我们有15年在做计算机视觉方面的研究。我们为手术医师提供可视化的图形，然后在手术过程中，进行实时的更新，我们使用这个系统尝试着来发现疾病对于身体部位形状的影响，以便找出如何产生病理变化的原因。未来十年在这些领域的突破，我想大概有三个方面：第一个方面就是机器人会更多地辅助医生来介入手术的过程中；第二个是对疾病的机理有更多的了解，用计算机技术来分析疾病在我们体内是怎么散布的，以及对我们的治疗手段有哪些反映；第三点是计算机科学可以帮助我们更好地去满足每天健康保健的需要。
Eric Grimson：可能五年、十年之后，如果你找一个医生的话，医生一定有一个计算机学位，因为未来将会运用很多崭新的计算机技术来为你诊病。
记者：Rick Rashid先生一直在从事图像领域的开发，那么未来计算在这方面的开发进展能否透露给我们？
Rick Rashid：当然乐意。目前我们在图像领域有这样一项研究，计算机将数千张照片花几小时缝合在一起，用户就可以通过照片利用鼠标移动实现从大楼外观到楼里一扇窗户的细微观察。
另一项研究则让用户可以通过互联网得到某地图片集合，这样就能自动组织还原生成三维视图，不仅有景点的全方位图片，还有周边环境和照片的取景点的标志，让用户能做到真正的“照片旅游”。当然，我们唯一担心的是这项尖端技术会不会导致旅游业瘫痪。