年轻的华裔科学家艾萨克·张不过三十几岁，身材修长、面容清瘦，一副力难缚鸡的儒生气度。然而，当他用纤细的手指轻轻捏起那五只神奇的玻璃管时，一种惊世骇俗、玄妙莫测的“量子魔法”却能迸发出震撼世界的巨大力量。

　　本月15日，由艾萨克·张领衔的美国国际商用机器公司(IBM)科研小组在斯坦福大学向参加“热点芯片2000”(HOTCHIPS2K)计算机技术会议的各国专家展示了迄今最尖端的“5比特量子电脑”，并初步验证了量子计算技术所具有的超凡魔力。

　　据艾萨克·张介绍，量子电脑是利用原子所具有的量子特性进行信息处理的一种全新概念的计算机。它以处于量子状态的原子作为中央处理器和内存，其运算能力比目前以微型晶体管电路为基础的传统计算机快几亿倍！尽管量子电脑的研制工作现在还处于十分原始的阶段，艾萨克·张小组制成的实验模型也仅是装着5个氟原子的一组玻璃试管，但人们坚信量子电脑终将取代传统模式的计算机，从而开创信息时代的新纪元。

　　“摩尔法则”的终结者

　　计算机界有一条名为“摩尔法则”的金科玉律：随着微电子制造水平的不断提高，计算机中央处理器(CPU)硅芯片的精密程度每18个月就要翻一番。按照这一规律，计算机问世50多年来，运算速度已提高了约10亿倍，而CPU集成电路的线宽目前也已细微到只有0.2微米。最迟到2020年，电路线宽将不可避免地达到仅有单个分子大小的物理学极限，这就意味着传统计算机的发展将走入穷途末路。然而人类对于信息处理更快、更强的追求却是永无止境的，向更微观的原子世界进军，开发量子计算技术将是惟一的出路。

　　早在70年代中期，美国加利福尼亚科学研究所的著名量子学家费因曼博士就敏锐地发现原子是超凡的“计算天才”，从而大胆地提出了量子计算的构想。根据量子论原理，原子具有在同一时刻处于两个不同位置，又同时向上下两个相反方向旋转的特性，称为“量子超态”。而一旦有激光或磁力等外力干扰，模糊运动的原子又可以马上归于准确的定位。这种似是而非的混沌状态与人们熟知的常规世界相矛盾，但如果利用其表达和存储信息却能够像孙悟空的“分身术”一般，发挥出瞬息之间千变万化而万变不离其宗的神奇功效。

　　在其后20多年里，美、德等各国物理学家与计算机专家一道苦心钻研，终于在90年代初研制出了单原子的“1比特”量子计算元件。其基本方法是：将原子冷却到接近绝对零度，并与辐射、电波等一切能源隔绝，当原子自行进入量子超态后再用核磁共振对其进行定位控制。近几年，在这个极为尖端的科研领域，IBM的美籍华裔专家艾萨克·张一直独领风骚。这位麻省理工和斯坦福大学的双料博士与其他科学家合作，先后在前年和去年成功开发了2原子和3原子的量子计算元件。前不久，他又率领一支由斯坦福大学和加拿大卡尔加利大学6位专家组成的IBM攻关小组，在位于硅谷的阿曼登科研中心研制成功了最先进的“5比特量子电脑”。

　　在15日举行的展示会上，艾萨克·张雄心勃勃地向新闻界指出了量子电脑的巨大发展潜力：在未来五至十年内将诞生十比特甚至几十比特的量子电脑，再过二三十年，量子电脑将正式成为传统计算机的终结者。到那时，要彻底搜索遍整个互联网来查找某个讯息只需片刻时间。

　　那么，原理玄妙的量子电脑何以会拥有如此神乎其神的魔力呢？

　　“玄之又玄，众妙之门”

　　老子在《道德经》中用“玄之又玄，众妙之门”来阐述自然规律的神秘莫测，以此句话来形容量子电脑的神奇再合适不过了。

　　我们现在使用的传统电脑是通过硅芯片上微型晶体管电位的“开”和“关”状态来表达二进位制的0和1，从而进行信息数据的处理和储存。每个电位只能处理一个数据，非0即1，许多个电位依次串连起来，才能共同完成一次复杂的运算。这种线性计算方式遵循普通的物理学原则，具有明显的局限性。而量子电脑的运算方式则建立在原子运动的层面上，突破分子物理的界限，进入了“跳出三界外，不在五行中”的绝对自由境界。

　　量子电脑中的原子被称作“量子比特”。由于它具有在同一时间处于两个不同位置的“特殊才能”，一个量子比特可以同时表达0和1。从储存数据的角度说，量子比特的能力是晶体管电子位的两倍。而当许多个量子状态的原子缠结在一起时，它们又因量子位的“重叠性”，可以同时一起展开“并行计算”，从而使其具备超高速的运算能力。与传统计算机线性运算相比，这种并行计算方式好比万马并列齐奔与万只蜗牛排队过独木桥的区别。

　　艾萨克·张博士认为，在可以预见的未来，量子电脑的神威可能首次应用于大量数据查索和复杂的加密解密领域。据估计，如果人类研制出有40个量子比特的电脑，就可以用它在短短的十多分钟之内，从一个包含全世界所有电话号码的数据库中准确地查找出一个指定号码。而同样的工作，要是交给十台前两年名噪一时的IBM“深蓝”超级计算机，也至少需要几个月的时间。

　　量子电脑若用于解密码，其威力更是不可思议。目前在计算机领域，有一种以巨大数字的质因数分解极为困难作为前提的“RSA公开加密系统”正在被广泛使用。对一个长达400位的密码数字进行质因数分解，即便使用世界上运算速度最快的巨型电脑就要10亿年！相对于人类仅有300万年的进化史，这样的密码是永远无法破解的。而如此繁重的工作，如果用量子电脑来做，却只要不到一年时间就可完成。

　　量子电脑虽然威力无比，妙不可言，但要真正为人类造福还需耐心期待。由于量子电脑的原理和构造与传统计算机截然不同，科学家的研制工作几乎是从零开始，十分艰难。而量子电脑运行时所需的绝对低温、原子测控等苛刻条件更使这种“魔法”般玄妙的神物目前不可能像PC机一样走入寻常百姓家。但人们也不必失望，几十年以后，当量子电脑走出实验室，真正可以实际应用时，普通人完全可以通过互联网访问远程的量子主机，指挥它干这干那，共享这项神奇的发明。