如果Seth Lloyd的权利，有一天我们会有“量子计算机”比今天的奔腾PC更强大一亿。
Seth Lloyd在Santa Monica公寓里吃了一家烤奶酪三明治，他和他的妻子，他的猫，各种各样的乐器和很多书一起住。
他拿起盐瓶。 “你知道，”他用一种手势的方式说，好像他要对政治或棒球做一个评论，“一粒盐可能有大约10亿个原子。
他向前倾斜，他的表情变得更加意图。 “假设我们可以为每个原子找到一种方式来存储一个位的信息，在这种情况下，一粒盐可以包含与世界上所有计算机中的所有RAM一样多的信息。
是对的吗？ 劳埃德放下盐瓶，到达一个黄色的法律垫，并开始写数字。 “让我们说，世界上有5亿台计算机，从笔记本电脑到大型机，平均有10兆的RAM - 是的。 他满意地笑了笑。 “是的，没错，十亿亿内存。
他回到他的奶酪三明治。
Seth Lloyd有一个波士顿口音和一个略带讽刺的说话方式，但他是友好和非正式的，一个苗条，长发的家伙34，一个轻松的微笑和准备好的幽默感。在过去的四年中，首先在圣菲研究所，随后在麻省理工学院，他的关键进步，显示如何在现实世界中实现奇怪，新兴的量子计算科学。 （见“为什么是量子？”第166页。）即使怀疑者承认劳埃德的工作使我们更接近计算机的规模和速度的极限。
他的公寓，从威尼斯海滩一英里左右，略有波希米亚，但很文明，一个轻松的地方。坐在这里讨论可以在一个针头上跳舞的字节数是很有趣的。但超越这种乐趣，设计最小，最快的数据处理设备的真正挑战，物理定律将允许。如果可以构建Lloyd的假设模型，那么该世界将拥有比基于Pentium的PC高出一亿倍的计算机。
劳埃德有一种容易的方式，但他在大型，传统的学术机构有一些不安的经验。他开始在哈佛学习高能物理学，在那里他回忆起三个独立的实验，获得了诺贝尔奖。但是，他不屑一顾地说，“我只是在做咖啡，扫地，大多数时候我还记得做一些蠢的事情，看看谁能把他的手放在杜瓦瓶液氮里最长的时间，我们曾经做过的另一件事：粒子加速器带有衰减的光束，你可以把它的头部，并看到由切伦科夫辐射引起的蓝色闪光。粒子移动比正常的光速在眼睛，所以他们做一种视觉的声音热潮。他叹了一口气。 “需要做这些事情显示了如何钝的科学可以。
在哈佛后不久，他参加了在日内瓦的欧洲粒子物理实验室欧洲粒子物理研究所，大量努力发现一个微小的亚原子粒子。 “有200名物理学家和500名技术员，”他回忆说。 “它让我想要自己去，去在矿块流。
在英国剑桥大学，他在数学和科学哲学硕士学位，他说：“我喜欢工作，谈话和啤酒，但发现内部看，层次，高表社会难以忍受的闷热。 “。
他在圣菲研究所找到了一个更加舒适的利基，他在1990年代初在纳米技术计划工作，开发微机械的概念。他回忆说：“我们有一个资助，让纳米赢咖4爬在你身边并修复损伤，但让我告诉你，如果纳米赢咖4被建立，我不会是第一个志愿我的肠子作为他们的家，他们可以创造了比他们修复的更多的伤害。
他现在在麻省理工学院在机械工程系助理教授，虽然今天他正在圣莫尼卡休息（他的妻子教南瓜大学日语研究）。他声称享受他的闲暇时间 - 当他在咖啡馆里玩，吹长笛，或长时间骑在山地自行车上 - 但是当他开始谈论他的工作时，他似乎并不那么轻松。量子计算已经变得非常有竞争力。当劳埃德在1990年第一次深入研究时，世界上不超过六个其他理论家积极参与。今天，他认为可能有一百多个，他们都被它的令人难以置信的潜力诱惑。
然而，到目前为止，量子计算尚未在实验室中测试。劳埃德无法知道他是在一个路径，导致最终的计算能力，或死胡同。
这必须发生，使其工作？物质由分子组成，分子由原子组成。每个原子在它的中心有一个核，电子在它周围嗡嗡。在常规的基于硅的计算机中，一群电子跳过原子的高速公路，并且系统通过转移或包含流来计算。
在量子计算机中，将没有流动：电子将绕着它们的原子原子运动，并且通过改变单个电子的能级来记录每个数据位。
通过将能级从一个原子复制到其相邻物，例如通过将两个原子物理地压在一起，位将被移位。当两个原子被迫使非常接近时，可以获得另一个的能级。在IBM的T.J.Watson研究中心的David DiVincenzo已经提出使用原子力显微镜来实现这一点 - 通过尖锐的探针以大约每秒1,000次的速率操纵单原子。上限可能是每秒大约100,000次操作：听起来很快，但是与每秒运行1亿次操作的现代CPU相比，它的性能下降了。
Seth Lloyd喜欢一种模型，其中来自激光的光子轰击电子，将它们从一个状态翻转到另一个状态。不幸的是，没有办法只击中一个特定的电子，所以这将是一个鸟枪法：光子将不加区别地喷射在电子阵列上。
如何将此模型用于数据处理？一种方法是使用由两种不同种类的原子以交替顺序组成的长分子。不同的原子将具有响应不同频率的光的电子。现在添加第三种类型的原子到链的末端。数据可以从该入口点进入，并且随后的激光照射将沿着链移动数据，其方式与通过蠕动动作将食物推动通过肠的方式大致相同。
通过仔细地对不同频率的光脉冲进行排序，我们可以进行有用的数据处理。如果原子链由包含多达十亿个原子的单一有机金属 - 聚合物分子组成，我们最终会得到一个中央处理器，它可以操纵更多的数据，比你在电脑的整个内存中找到的。
到现在为止还挺好。但是有很大的实际问题。
有机金属聚合物只能在超低温度下存在，这意味着需要重型制冷设备。为了使计算机用户能够读取数据，电子状态将通过磁共振成像 - 医院用于脑扫描的相同技术来感测，这也需要大量昂贵的设备。最糟糕的是，即使在受控条件下，电子也容易不可预测地改变其能级，导致量子计算机在随机的基础上破坏其自己的数据。结果，可能需要花费1,000个循环中的999个循环来纠正错误。
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