100年后的電腦什么樣?

談到計算機的飛速發展避不開摩爾定律，這是由戈登#8226;摩爾在1965年提出的。他認為，一個硅芯片上集成的晶體管數量每年會增加1倍。此后的多年，計算機差不多就按照這個速度在發展，直到近年來速度才有所減緩，現在大約是以24個月為周期。計算機正在飛速發展似乎已經成為大眾的常識。問題是這種速度還能維持多久，計算機的未來將何去何從?

晶體管計算機被淘汰?

假設微處理器制造商可以按照摩爾定律不斷提高CPU的處理能力，這就意味著從現在起的100年之后，電腦的處理能力將是現在電腦的1000萬億倍之多。這是難以想像的。不過，即使是戈登#8226;摩爾自己也不認為摩爾定律會撐那么久。2005年，摩爾曾表示，隨著晶體管達到原子尺度，芯片制造可能會遇到根本無法跨越的障礙。因為我們無法在同樣的空間集成數量更多的晶體管。

雖然我們可以通過制造更大尺寸的處理器以集成更多晶體管來避免這個問題，但晶體管會產生熱量，過熱的處理器可能導致電腦宕機。計算機的處理器處理能力越強越需要有效的冷卻系統來支撐，否則會過熱。處理器芯片越大，計算機在全速工作時產生的熱量越大。

另一個解決辦法是采用多核架構，多核處理器將其處理能力分散到每個核。這種處理器在處理可以分解成為更小單元的計算時表現良好，而對于那些大型的不可分割的計算問題時，多核策略就行不通了。

未來的計算機可能依賴于一個與傳統機器完全不同的模式。如果我們放棄舊的以晶體管為基礎的處理器會怎樣呢?

光纖技術已經開始對電腦發生革命性的影響。光纖數據線路用難以置信的速度傳遞信息，并且不會像傳統的電纜容易受到電磁干擾。如果我們設計一臺計算機，它使用光而不是用電來傳輸信息，會是怎樣呢?

一個好處是，光學或光電系統會產生的熱量比傳統的電子晶體管的處理器低，同時這些數據傳輸得更快。目前，工程師們還沒有開發出可以批量生產的光學晶體管。蘇黎世聯邦理工學院的科學家能夠制造出分子大小的光學晶體管。然而，只是為了使它工作，科學家們需要將其冷卻至攝氏零下272度或者1開爾文，這僅比外太空暖和一點。顯然，不適用于普通計算機用戶。

量子計算機也是一個選擇。不同于使用二進制數字執行操作的傳統計算機:一個位元為0或1，它像一個開關，只有兩種狀態:開或者關。而量子計算機利用量子位或量子比特，量子比特可以在同一時間既能是0又能是1(或者之間任何東西)，該開關可能是開、關，或者是兩者之間的任何狀態。

量子計算機在解決可分割成子問題的大計算問題時，速度遠遠超過傳統的電腦，我們把這些問題稱作密集并行問題。但量子計算機其本身的性質是不穩定的，一旦計算機的量子狀態遭到破壞，該計算機的計算能力就無法保證。在蘇黎世，雖然創造了光晶體管，但是量子計算機只能在絕對零度以上幾度才能保持其量子態。

也許計算機的未來就來自于我們本身。計算機科學家團隊正在努力開發利用DNA來處理信息的計算機。這種計算機科學和生命科學的結合是下一代電腦發展的思路。DNA計算機可能比傳統的機器多幾個優點。例如，DNA是一個豐富而廉價的資源。用DNA作為數據處理工具也將是計算機領域的重大革命。

計算機無處不在

未來的計算機肯定會變得非常小，以至于無孔不入，它們幾乎存在于一切之中。您可以在地板下安裝電腦感應器來監控身體健康，也可以安裝在車上以實現自動駕駛。

電腦幾乎無處不在地跟蹤您的一舉一動，這是一個對未來既興奮又可怕的設想。一方面，計算機網絡將變得非常強大，我們總是有一個快速、可靠的方式連接到互聯網。您可以在任何地方與任何人溝通，并且沒有服務中斷的后顧之憂。但另一方面，它也可能成為企業、政府或其他機構來收集有關您的資料的工具并保持隨時隨地對你的監控。

在過去的十年里我們已經看到了無處不在的計算機處理技術，城市Wi - Fi項目、4G(如LTE和WiMAX技術)已經使計算機網絡遠遠超出了有線網絡;你可以通過智能手機在幾秒鐘內訪問萬維網上的信息;交通紅綠燈和生物識別裝置的傳感器可以檢測到我們的存在#8943;#8943;也許用不了多久，幾乎所有我們接觸到的所有東西里面都有一臺計算機或傳感器。

我們還可以看到在用戶接口技術方面的大變革。目前，大多數計算機依賴物理輸入接口，像電腦鼠標、鍵盤、跟蹤墊等，另外也有計算機程序能夠識別我們的聲音或跟蹤我們的眼睛運動以執行命令。計算機科學家和神經學家正在研究各種新的人機接口方式，以允許人們通過思維來操作電腦，或許未來的計算機可以完美地反映我們的想法。

實際上，預測未來總是困難的。技術進步不一定呈線性或指數級。在進步了幾十年后，我們可能因為碰到不可遇見的困難而長期停滯不前;而另一方面，一些未來學家預言，計算機和人類之間在100年后可能沒有什么實質的差異。在那個世界上，計算機將轉化為一個新物種，它可以以我們現在難以想象的節奏來完善自我。不論未來是什么樣，有一點可以肯定，未來的計算機將會與現在的有很大不同。