三進位制：芯片和計算機技術的顛覆性革命

要理解華為科學家提出的三進制芯片與計算邏輯的顛覆性，不妨從“計算機如何計數(shù)”這一基礎問題切人。我們熟知的計算機采用二進制（0和1），而三進制則以0、1、2三個數(shù)字表示信息?？此苾H新增一個數(shù)字，其帶來的變革卻堪比從“蠟燭照明”邁向“LED照明”—不僅是性能的提升，更是底層邏輯的根本重塑。

二進制的天然局限：物理極限與效率瓶頸

二進制作為計算機的語言基礎，將所有信息轉化為0和1的序列（例如“你好”對應的二進制碼長達數(shù)十位）。然而這種二元體系正面臨三重挑戰(zhàn)。

1.物理層面：納米級尺度下的信號模糊化

現(xiàn)代芯片依賴硅基晶體管（電子開關）表示0（關）和1（開）。隨著制程微縮至1納米以下，量子隧穿效應與漏電流問題導致開關狀態(tài)不穩(wěn)定一一如同越拉越細的繩索終將斷裂，晶體管的狀態(tài)區(qū)分度正逼近物理極限。

2.計算效率：進位規(guī)則的天然劣勢

二進制運算存在冗余進位：

加法： 1+1=10 （單次進位）， 1+1+1=11 （兩次進位）

三進制加法： 1+1=2 （無進位）， 1+1+1=10 （單次進位）

三進制的進位次數(shù)更少，意味著計算步驟更短、速度更快。比如算“ 3+3^′′ ，二進制要繞一圈（ 11+11=110 ），三進制直接是 10+10=20 （一步完成）。

3.存儲能力：“三個狀態(tài)”比“兩個狀態(tài)”能裝更多信息

同樣面積的芯片，三進制可以用0、1、2三個狀態(tài)存儲信息，而二進制只能用0和1。就像同樣大小的盒子，二進制只能放“蘋果”或“橘子”，三進制可以放“蘋果”“橘子”“香蕉”一單位面積的信息密度直接翻倍（理論上，n位三進制能表示3\"種狀態(tài)，n位二進制能表示2\"種狀態(tài)）。

三進制芯片的“顛覆性”：重新定義計算邏輯

華為科學家研究的三進制芯片，不是簡單地把二進制的0、1改成0、1、2，而是從芯片架構到計算邏輯的全面重構，解決了二進制的痛點，還打開了新的可能性：

1.突破物理極限：更穩(wěn)定、更省電

三進制的“三個狀態(tài)”可以用更靈活的方式實現(xiàn)（比如電壓的不同區(qū)間：低電壓 =0 ，中電壓 ⁼¹ ，高電壓 =2 ）。這種設計能減少晶體管的“開關”頻率，從而降低漏電流和發(fā)熱，讓芯片在更小的體積下保持穩(wěn)定，甚至可能延續(xù)“摩爾定律”（芯片性能每兩年翻倍）的有效性。

2.計算更快：復雜運算“一步到位”

三進制的進位規(guī)則更簡單（比如 1+1=2 ，不用像二進制那樣進1），尤其在處理浮點數(shù)運算（比如AI訓練中的矩陣計算、大數(shù)據(jù)分析中的統(tǒng)計）時，三進制的運算步驟比二進制少30% 以上。

3.適配AI時代：更接近人腦的“模糊計算”

人腦的神經(jīng)元傳遞信號不是“非0即1”，而是有不同的強度（比如“有點興奮”“非常興奮\"）。三進制的“0、1、2\"天然能模擬這種\"模糊狀態(tài)”，讓芯片更擅長處理圖像識別、語音理解等需要“程度判斷”的AI任務。比如，用三進制芯片訓練神經(jīng)網(wǎng)絡，可能比二進制芯片快2-3倍，能耗更低。

4.軟件生態(tài)的\"降維打擊”：重新定義編程邏輯

二進制的軟件生態(tài)（比如操作系統(tǒng)、編程語言）已經(jīng)發(fā)展了幾十年，但三進制可以通過“兼容層\"或“新語言設計”，讓開發(fā)者更高效地利用三進制的優(yōu)勢。比如，針對AI任務的編程，可能不再需要復雜的“浮點數(shù)優(yōu)化”，直接用三進制的運算指令就能完成。

顛覆性意義：開啟多元計算時代

二進制統(tǒng)治計算機已經(jīng)70多年，形成了從芯片制造到軟件生態(tài)的完整產(chǎn)業(yè)鏈。但三進制的突破，本質上是從“二元邏輯\"到“多元邏輯”的跨越一一它不僅能解決二進制的物理極限，還能讓計算更高效、更智能，甚至可能推動AI、量子計算、生物信息學等領域的革命。

對華為來說，這不僅是技術突破，更是搶占下一代計算標準的話語權。當二進制芯片的潛力被趨近極限時，三進制可能是下一個“必爭之地”。

未來，我們可能會看到：手機芯片更省電，續(xù)航翻倍；AI服務器算力暴增，訓練大模型的時間大幅縮短；自動駕駛、醫(yī)療影像等需要實時計算的領域，響應速度提升幾個數(shù)量級。

結語：從二元到多元的計算進化

二進制奠定了數(shù)字時代的基石，而三進制正構筑智能時代的新底座。這種變革不僅是計數(shù)方式的迭代，更是通過三態(tài)邏輯重構信息表示、運算規(guī)則與系統(tǒng)架構。當華為科學家推開這扇大門，展現(xiàn)在眼前的可能是一個算力密度提升、能耗顯著降低、AI性能飛躍的全新計算世界一一這或許就是三進制作為“顛覆性技術”的真正價值：它不僅解決問題，更重新定義了“計算”的本質。

（作者系本刊特約撰稿人）責編：王曉靜