你听到这个炒作：量子计算机革命即将到来。物理学家说，这些设备将足够快，可以打破银行今天使用的每种加密方式。他们的赢咖4将是如此先进，您可以加载在周期表和量子力学的规律，他们可以设计迄今为止最有效的太阳能电池。他们很快就会在这里：Google本周早些时候撰写自然资源，他们预计在五年内将首次推出商业量子计算机，该公司希望构建和测试一个49位量子 - 这是一个“量子位” - 量子计算机到今年年底。一些专家认为，一台50-量子计算机可以胜过任何传统的计算机。
但是有一个大问题：由于其性质，您无法在量子计算机上保存或重复信息。如果您无法备份您的工作，所有的计算能力都没有用。您可以将量子数据转换为传统存储设备，但所有转换的数据占用了大量空间。所以物理学家正在寻找可靠的超小型硬盘，由新的材料制成，包括DNA。
量子计算机的数据密度非常强大。经典电脑读取，存储和操作位：1和0。量子计算机使用量子比特：微量子对象可以同时处于两个状态，包括1和0，只要你没有看到它。并且如果你控制一个量子粒子在两个状态的叠加中，你可以并行执行任务，这会加速某些计算任务的指数。这个速度不会改善您的Netflix体验或使Microsoft Excel更具可承受性，但是在运行搜索算法或模拟复杂系统（如有机材料或人类大脑）时会更快。
但量子力学的奇怪有其缺点。它的法律允许叠加，但也禁止任何人复制量子粒子。 “加拿大西蒙弗雷泽大学物理学家斯蒂芬妮·西蒙斯说：”这被称为“无克隆定理”。说一个量子计算机将一个原子编程成一个代表一组数字的特定量子态。计算机实际上不可能对另一个原子进行编程，使其处于完全相同的量子态。
所以西蒙斯提出了一种存储量子数据的迂回方式：首先，您需要将其转换为二进制数据，将描述量子叠加的数字转换为简单的1和0。然后，您将经转换的数据存储为经典的存储格式。换句话说：硬盘。超紧凑的，因为来自49量子计算机的每个量子数据文件的大小将在40,000个视频的规模上。
Simmons表示，为了存储这么多数据，量子计算机开发人员需要新的数据存储技术。商业驱动器现在不够紧凑。单个量子文件将占据固态硬盘驱动器上的邮票大小的区域。
所以一个替代存储竞争者是DNA。科学家本月初发表在科学界，科学家们展示了一种方法，可以在一克DNA中储存215 PB，即2.15亿千兆字节。在这种密度下，人类所有的数据都可以适应几辆皮卡车。与仅存储二维表面数据的传统硬盘驱动器不同，DNA是一种三维分子。这种额外的垂直维度使DNA可以存储每单位面积更多的数据。
此外，它持续了很长时间。哥伦比亚大学计算机科学家Yaniv Erlich在研究工作中说：“想想90年代的CD。 “他们可能有点划痕，你不能准确地读取数据。但DNA可以存储很长时间的信息。我们可以从几千年前的骨骼中读取DNA到非常高的准确度。“
另一种超紧凑型技术可以编码单个原子的位。上周，IBM的研究人员发表了他们存储在一个单一的原子，并成功读取数据。为此，他们在芯片上嵌入钬原子，并使用电子元件来控制每个原子产生的固有磁场的方向。他们发现，当它们间隔几毫米时，它们可以独立地控制原子。所以基本上可以对每个原子进行一个位的编码。 IBM的物理学家克里斯•卢茨（Chris Lutz）说，你不会比这更密集。商业硬盘驱动器存储至少10万个原子 - 甚至一个DNA碱基对由大约三十个原子组成。
这两种方法，如量子计算机本身，都是商业技术的多年。 DNA合成成本昂贵，需要很长时间才能读出。为了将数据存储在单个原子中，您必须保持原子非常冷 - 接近于绝对零度，否则原子将相互干扰并覆盖其数据。此外，量子计算人群将需要开发算法来有效地将量子数据压缩并转换为二进制，然后设计硬件来执行这些算法。
即使Google准备运行其49位量子计算机，但还不清楚量子计算机如何备份其信息。 “我看到了巨大的挑战，”西蒙斯说。因为如果量子计算机不能备份数据，那么自动保存将不会进行抢救。
