這些人工智能機器將使用分子和原子大小的組成部分，所以這些部分將受量子力學原理的支配。最近，隨著理論物理學家和實驗物理學家相互競爭來創(chuàng)造新的“量子計算”方法并且把這些想法實現(xiàn)于真正的硬件上，“量子計算”這個嶄新的領(lǐng)域開始流行起來。

對于向普通大眾介紹量子計算，我一直很遲疑。這違反直覺并難以掌握。如果隨后的這些段落對您來說讀起來冗長費解的話，那么就跳到下一章。在某種意義上來說，沒有人真正理解量子理論。因為它看起來就像一堆數(shù)學處方然后給出問題的完美數(shù)字答案，但看起來在概念上卻完全不直觀。

原子以其奇特的方式運作，和人類所習慣的我們這個級別上的事物非常不同。量子力學是真正奇怪的和抽象的。它是這樣的一堆數(shù)學物理，當原子級別系統(tǒng)和人類級別測量儀器相互作用時，它給出了特定的測量結(jié)果的隨機性。在經(jīng)典物理學中，物理系統(tǒng)的狀態(tài)是清楚的，也就是說，它有特定的狀態(tài)值，例如在某個時刻的速度是V，它的位置是X，它的動能是K，等等。在量子力學中，事物更抽象。

如果進行某種測量的話，量子系統(tǒng)的狀態(tài)是由一些數(shù)字的抽象數(shù)學總和表示的，每一個數(shù)字都是和一個測量結(jié)果聯(lián)系在一起的。這個總和與狀態(tài)的線性加權(quán)被稱為“重疊”，并且是量子力學的核心概念。如果您不理解這些請不要煩躁。理解本部分并不是必需的。

正是這個重疊才是量子計算的偉大特征。重疊隨著時間發(fā)展，在某種意義上可以同時進行多次運算，而傳統(tǒng)的計算機一次只能進行一次計算。

在經(jīng)典計算中，寄存器(比特的存儲鏈)的狀態(tài)是有限的0或1的串(如0011011101001)。在一個量子計算機寄存器內(nèi)，狀態(tài)是大量可能的經(jīng)典寄存器狀態(tài)的重疊。舉個例子，如果寄存器有N個比特，那么將有2N個可能不同的經(jīng)典寄存器狀態(tài)(也就是說，如果N＝3，將有8個不同的經(jīng)典狀態(tài)，000，001，010，011，100，101，110，111)。如果N很大，那么2N將巨大。

量子計算的巨大優(yōu)越性在于大量的經(jīng)典狀態(tài)可以被看作是一個(重疊)狀態(tài)，一個量子系統(tǒng)可以處理的量子狀態(tài)。為了進行傳統(tǒng)的經(jīng)典計算，有必要對所有的可能狀態(tài)進行測試，每次測試一個經(jīng)典的寄存器狀態(tài)。這是一個非常緩慢的過程，并且當N增加后，測試的次數(shù)將以指數(shù)級增長(也就是像2，4，8，16，32，64…)。

然而對于量子計算，只需要作一個測試，因為在某種意義上，所有可能的傳統(tǒng)狀態(tài)都合在一起，稱為一個量子寄存器狀態(tài)。量子計算潛在上比傳統(tǒng)的經(jīng)典計算要更有效。因此，世界的很多物理學家現(xiàn)在都在相互競爭，看誰可以制造出下一個性能更加優(yōu)越的量子計算機。

既然人工智能機器將以原子級別的組成部分制造出來，它就需要像量子計算機一樣來運行。既然量子計算機比傳統(tǒng)的經(jīng)典計算機有效，那么這將是一件好事。人工智能機器將是一個量子計算機。

人工智能機器是一個量子計算機，這一結(jié)果意義深刻。試想一下量子計算機比經(jīng)典計算機高2N倍的計算能力。一個小行星般大小的人工智能機器將擁有1040個原子或比特。這樣的一個人工智能機器其潛在的計算能力，即使是一個經(jīng)典類型的人工智能機器，比人類的計算能力也將大很多很多。

量子計算的人工智能機器將會是什么情況呢？如果N是1040，那么2N是多少呢？這個想法讓我困惑。當我說一個人工智能機器可能擁有相當于人類智能萬億個萬億倍水平時，事實上，我的這個數(shù)字已經(jīng)是小得令人驚訝了。

誠然，量子計算機的狀態(tài)是在處理大約7個成分。它們被稱為“量子比特”(Qubits)，或者“quantum bits”。以一種“磁瓶”來一行容納7個比特，并且讓它們在某種意義上表現(xiàn)得像一個量子計算機一樣，這是可能的。但是量子計算技術(shù)到制造N＝1040量子計算機還有很長的路要走。