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縱觀人類的發(fā)展史，電子計(jì)算機(jī)（也稱電腦）絕對(duì)是一個(gè)劃時(shí)代的產(chǎn)物，憑借著強(qiáng)大、精準(zhǔn)的計(jì)算能力，電子計(jì)算機(jī)一舉將人類從繁復(fù)、枯燥的工作中解脫出來(lái)，使科現(xiàn)代科技的發(fā)展進(jìn)程得到了極大的提升。時(shí)至今日，大到探索宇宙，小到我們的衣食住行，人類社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)和電子計(jì)算機(jī)密不可分。

電子計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力有多厲害？可以這么說(shuō)，隨便拿一臺(tái)現(xiàn)在的普通電腦，它的計(jì)算速度都是以每秒種多少億次來(lái)計(jì)算的。看到這里，也許有人會(huì)奇怪電腦這么強(qiáng)的計(jì)算能力，到底用到了什么地方了？這里舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)明。

就拿我們平常愛玩的電腦游戲來(lái)講，我們?cè)陔娔X屏幕上看到的游戲畫面，其實(shí)是由很多極小的點(diǎn)組成，這些點(diǎn)就被稱之為像素。電腦屏幕上每一個(gè)固定的游戲畫面，叫做一幀，通常每一幀都是由上百萬(wàn)個(gè)像素組成。我們之所以看到游戲畫面是動(dòng)態(tài)的，就是電腦在一幀一幀的播放這些畫面，這個(gè)道理和以前的動(dòng)畫片一樣。一般來(lái)講，電腦需要每秒鐘播放至少30幀，我們才可以看到流暢的畫面。

我們可以看到，當(dāng)我們?cè)谕骐娔X游戲的時(shí)候，電腦在每一秒鐘都需要處理數(shù)量以千萬(wàn)計(jì)的像素，除此之外電腦在處理圖像的同時(shí)，還要處理其他的很多數(shù)據(jù)，比如聲音、游戲里的邏輯運(yùn)算以及與操作系統(tǒng)的協(xié)調(diào)等等。如此龐大的計(jì)算量，也只有現(xiàn)代的電子計(jì)算機(jī)能夠勝任。

而將電腦的計(jì)算能力用于單純的計(jì)算，那就顯得很恐怖了，比如說(shuō)一些科研領(lǐng)域需要的復(fù)雜計(jì)算，如果用人工計(jì)算的話，可能需要幾年甚至幾十年，但是對(duì)于電腦來(lái)說(shuō)，也就是分分鐘的事。注意，以上所講的只是普通的電腦，而超級(jí)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度是普通電腦的上百萬(wàn)倍！根據(jù)相關(guān)資料，目前世界上最強(qiáng)的超級(jí)計(jì)算機(jī)“頂點(diǎn)”，它由4608臺(tái)頂級(jí)電腦服務(wù)器組成，其浮點(diǎn)運(yùn)算速度高達(dá)每秒鐘20億億次！

而在日常生活中，我們的大腦要進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的加減乘除都考慮半天，如果數(shù)字多了，或者是數(shù)字的位數(shù)多了，我們還很容易出錯(cuò)。不要說(shuō)和超級(jí)計(jì)算機(jī)相比，就算是比超級(jí)計(jì)算機(jī)弱百萬(wàn)倍的普通的電腦，我們的大腦也無(wú)法與之相比。這似乎說(shuō)明了，我們的大腦比超級(jí)計(jì)算機(jī)要弱很多，但是事實(shí)真的是這樣嗎？我們接著再來(lái)講。

先看看我們的大腦的結(jié)構(gòu)，大腦由大約1000億個(gè)腦細(xì)胞組成，每一個(gè)腦細(xì)胞大概有幾百條腦神經(jīng)，每一條腦神經(jīng)上又有幾百個(gè)突觸，而每一個(gè)突觸上面，又有幾百上千個(gè)可以用來(lái)交換信息的蛋白質(zhì)。如果以每一個(gè)突觸與一個(gè)電腦的晶體管相比的話，我們的電腦至少集成了幾千億的晶體管，而目前高檔的電腦CPU（中央處理器），也僅僅是集成了幾十億的晶體管。

再來(lái)看看計(jì)算速度，根據(jù)研究，人腦的所有突觸上的蛋白質(zhì)都可以同時(shí)運(yùn)動(dòng)，這也就意味著我們的大腦是一套并行計(jì)算系統(tǒng)。因?yàn)橥挥|上的蛋白質(zhì)之間平均距離僅有幾納米，所以在這個(gè)距離上，生物電可以在一秒鐘之內(nèi)運(yùn)行幾千億次之多。因此，理論上來(lái)講，我們大腦的計(jì)算速度至少為每秒鐘 1 x 10^27 次，直觀一點(diǎn)，是每秒鐘 1，000，000，000，000，000，000，000，000，000 次！

怎么樣，被我們的大腦震撼了吧？然而這還沒完！我們知道，電腦的電路狀態(tài)只有“開”和“關(guān)”這兩種狀態(tài)，也就是說(shuō)目前的電腦其實(shí)只認(rèn)識(shí) 0 和 1 的，從本質(zhì)上說(shuō)，電腦就是通過(guò)對(duì)0 和 1 這兩個(gè)數(shù)字的組合進(jìn)行計(jì)算的，比如我們要電腦執(zhí)行一條簡(jiǎn)單的指令，就必須把這和指令翻譯成很多的 0 和 1組成的機(jī)器語(yǔ)言，才能得到電腦的執(zhí)行，反之亦然。

電腦的這種特性，大大的降低了電腦計(jì)算的效率，而我們大腦里的“電路狀態(tài)”就不一樣了，組成蛋白質(zhì)的氨基酸，會(huì)在大腦里形成很多種狀態(tài)，這無(wú)疑使我們的大腦的計(jì)算效率有了本質(zhì)上的不同。美國(guó)加州大學(xué)的物理學(xué)家馬修.菲舍爾（Matthew Fisher），曾在他發(fā)表在《物理學(xué)年鑒》的論文中指出，我們的大腦其本質(zhì)就是一臺(tái)非常強(qiáng)大的量子計(jì)算機(jī)。

量子計(jì)算機(jī)機(jī)有多強(qiáng)，大家肯定是知道的，雖然我們的科學(xué)家們?cè)谶@方面做了很多的努力，但是到現(xiàn)在為止，并沒有任何真正意義上的量子計(jì)算機(jī)問(wèn)世。事實(shí)上，很多科學(xué)家都估計(jì)，當(dāng)人類制造出量子計(jì)算機(jī)后，人類的文明必將出現(xiàn)一個(gè)飛躍。
（責(zé)任編輯：fqj）