量子计算机是未来计算机,而超级计算机是现代存在的超高速计算机。
要深入了解这两个概念之间的区别与联系,需要引入一个概念:摩尔定律。
什么是摩尔定律?
1956年,戈登·摩尔提出摩尔定律:
当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。换言之,每一美元所能买到的电脑性能,将每隔18-24个月翻一倍以上。这一定律揭示了信息技术进步的速度。
这就是大家非常熟悉的摩尔定律。
伴随着晶体管越来越小,计算机硬件能力逐步变得越来越强,以计算机的核心器件CPU为例,目前CPU里的晶体管已经能够做到10nm那么小了,如下图所示就是在摩尔定律的发展之下,CPU晶体管越变越小的趋势:
而最早的晶体管,是非常大的,下图就是世界上第一个晶体管:
可以肯定的说,计算机的性能加速轨迹,就是晶体管变小的历史轨迹,也就是说,只有让晶体管变得更小,我们才能更进一步的获得更快的计算机硬件运算性能。
量子计算机的出现是来解决即将失效的摩尔定律
但问题是,摩尔定律是宏观世界的定律,如果晶体管继续缩小,缩小到量子状态(比原子还小)时,摩尔定律就失效了。
于是大家就一致的想到了量子计算机,但量子计算机首先要解决的是稳定性问题,因为量子态就代表不稳定,所以目前量子计算机仍未取得重大突破。
但目前谷歌等巨头已经在大量投入资源研发量子计算机,希望能够在摩尔定律失效之前,我们能够取得成功。
所以说,量子计算机的出现,其实就是用来解决即将要失效的摩尔定律。
超级计算机的发展仍是在摩尔定律之下
与量子计算机不同的是,超级计算机频繁出现在新闻上,也是实实在在的计算机,并非虚拟概念,比如大家所熟知的“天河二号”“神威太湖之光”等。
虽然超级计算机的运算速度飞快,比如“天河二号”达到了3.39亿亿次每秒,而“神威太湖之光”也达到了9.3亿亿次每秒,但超级计算机仍然跟我们手里用的电脑没有本质区别,它们的发展仍然遵循着摩尔定律。
未来的计算机发展之路该何去何从?
无论是超级计算机,还是我们普通使用的计算机,最终都会在摩尔定律失效之后,停止发展。
而想要继续获得更好更快的计算机运算能力,就必须提前规划未来发展之路,否则人类的科技发展将停滞,正因为如此,全世界的人类都在思考,未来的计算机发展之路该何去何从?
从目前来看,有两条路可走:
1)量子计算机
目前各大科技巨头包括谷歌,都在投入大量资金研发量子计算机,希望能够在摩尔定律失效后,接管我们当前的传统计算机发展之路;
2)云计算
如果量子计算机迟迟无法取得突破,那么比较切实可行的办法,就是云计算了。
通过云计算来获取更加快速的运算性能,是完全可以做到的,目前的云计算可以实现10万亿次的运算能力了,这绝对是远超当前的超级计算机了。