内容简介 · · · · · ·
量子计算机之所以被冠以“终极计算机”称号,是因为它是技术层面带有决定性意义的一次飞跃,将为我们的经济、社会以及生活方式开创一个全新的时代。
正因为意识到这场革命即将带来深刻影响,所以世界上许多领头雁公司都选择在这项新技术上斥以巨资,谷歌、微软、英特尔、IBM、里格蒂计算公司和霍尼韦尔等都在开发量子计算原型机。资本竞争似乎比技术竞争更激烈,华尔街对量子计算领域的初创公司给予了很高估值。各国政府也纷纷投入资金,加速量子技术方面的研究。汽车制造商、医学研究人员和咨询公司都押注于量子计算,以设计更高效的车辆,创造拯救生命的新药,并简化业务。但这仅仅是开始。
人类面临的任何问题都有可能被量子计算机解决。加来道雄博士毕生致力于量子理论研究,他以其标志性的清晰和热情,讲述了这个令人兴奋的科学前沿,以及激动人心的争夺人类未来的竞赛。
作者简介 · · · · · ·
作者简介
加来道雄(Michio Kaku)
世界知名物理学家,科学畅销书作者,超弦理论创始人之一,纽约城市大学研究生中心理论物理学教授。他拥有哈佛大学学士学位和加州大学伯克利分校物理学博士学位。
他撰写了多部广受赞誉的科学著作,著有5本《纽约时报》畅销书:《不可思议的物理》《人类的未来》《物理学的未来》《心灵的未来》《宇宙方程》。
他曾为BBC电视台、探索频道和科学频道主持过多部电视专题片,是美国和国际知名电视台的常客。他还主持两档美国科学广播节目《探索》和《神奇科学》。
译者简介
苏京春
财政部中国财政科学研究院副研究员、硕士生导师,中国新供给经济学50人论坛秘书长。译有《经济奇点》《通往衰败之路》等。
目录 · · · · · ·
第一章 硅时代的终结
量子霸权
摩尔定律的终结
它们为何如此强大?
量子计算机的减速带
革新世界经济
量子计算机的进一步应用
养活地球
量子医学的诞生
第二章 数字时代的终结
量子计算机:终极模拟
巴比奇与差分机
数学是完整的吗?
艾伦·图灵:计算机科学先驱
计算机在战争中的应用
图灵与人工智能的诞生
第三章 量子的崛起
量子理论的诞生
波动方程的诞生
量子原子
概率波
薛定谔的猫
微观世界与宏观世界
量子纠缠
战争的悲剧
第四章 量子计算机的黎明
晶体管的诞生
天才在行动
纳米技术的诞生
费曼的路径积分理论
路径上的量子之和
量子图灵机
平行宇宙
多世界
埃弗里特的多世界
平行宇宙的重生
客厅里的平行宇宙
量子理论综述
肖尔的突破
击败肖尔的算法
激光互联网
第五章 竞赛开始
超导量子计算机
离子阱量子计算机
光量子计算机
硅光子计算机
拓扑量子计算机
D-Wave量子计算机
第二篇 量子计算机与社会
第六章 生命之源
两个重大突破
生命是什么?
物理学与生物技术
生物技术的三个发展阶段
生命的悖论
计算化学与量子生物学
第七章 绿化时代
光合作用的量子力学
人工光合作用
人工树叶
第八章 养活地球
人口过剩与饥荒
科学带来的战争与和平
ATP:自然界的电池
催化作用:自然界的捷径
第九章 让世界充满能量
太阳能革命?
电池的历史
锂革命
超越锂离子电池
汽车工业与量子计算机
第三篇 量子医学
第十章 量子健康
耐药细菌的出现
抗生素如何发挥作用
量子计算机的作用
“杀手”病毒
新冠肺炎大流行
预警系统
解密免疫系统
奥密克戎病毒
未来
第十一章 基因剪辑与癌症治疗
液体活检
嗅到癌症
免疫疗法
免疫系统悖论
CRISPR
CRISPR基因治疗
佩托悖论
第十二章 人工智能与量子计算机
学习机器
常识性问题
蛋白质折叠
计算生物学的诞生
朊病毒与不可战胜的疾病
“好”的淀粉样蛋白和“坏”的淀粉样蛋白
肌萎缩侧索硬化
帕金森病
第十三章 逆转衰老
热力学第二定律
什么是衰老?
预测我们到底能活多久
重置生物钟
热量限制
衰老的关键:DNA修复
重新编程细胞,逆转衰老
人体商店
组织工程
量子计算机的作用
数字永生
第四篇 建模世界及宇宙
第十四章 全球变暖
二氧化碳与全球变暖
预测未来
甲烷:一种温室气体
对军事的影响
极地涡旋
该做点什么?
量子计算机与气候模拟
不确定性
第十五章 瓶中的太阳
太阳为什么会发光?
核聚变的优势
建立核聚变反应堆
为什么一直延迟?
国际热核聚变实验堆计划
竞争设计
激光核聚变
核聚变的问题
量子核聚变
第十六章 模拟宇宙
“杀手”小行星
太阳系外行星
ET(外星人)在太空?
恒星演化
卡林顿事件
伽玛射线暴
黑洞
暗物质
粒子的标准模型
超越标准模型
弦理论
量子计算机可能掌握着关键
第十七章 2050年的一天
结语:量子谜题
上帝有选择吗?
作为模拟的宇宙
平行宇宙
宇宙是量子计算机吗?
· · · · · · (收起)
原文摘录 · · · · · · ( 全部 )
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个中原因便是休·埃弗里特的多世界理论正在卷土重来。如前所述,埃弗里特的多世界理论可能是解决测量问题的最简单、最有效的方法。通过简单地放弃量子力学的最后一个假设,即描述量子行为的波函数在观测时坍缩,多世界理论是解决这一悖论的最快方法。 但让电子波扩散是要付出代价的。如果薛定谔波被允许在不坍缩的情况下自行自由移动,那么分裂将会发生无限多次,从而创造出一个可能宇宙的无限级联。因此,与其坍缩为一个宇宙,我们不如让无限多个宇宙不断平行分裂。 对于这些平行宇宙,物理学家之间并没有达成普遍的共识。例如,大卫·多伊奇认为这是量子计算机如此强大的根本原因,因为它们能够在不同的平行宇宙中同时进行计算。这让我们回到了薛定谔的古老悖论,即盒子里的猫可以同时死了和活着。 当被问及这个令人沮丧的问题时,斯蒂芬·霍金会说:“每当我听到薛定谔猫的叫声时,我都会伸手去拿我的枪。” 但还有一种替代理论也在考虑中,那就是退相干理论,该理论认为,与外部环境的相互作用会导致波坍缩,即波一旦接触到环境,就会自行坍缩,因为环境已经退相干了。 例如,这意味着薛定谔悖论可以简单地解决。最初的问题是,在你打开盒子之前,你无法判断猫是死是活。传统的答案是,在你打开盒子之前,猫既不死也不活。而这一新理论则认为,猫的原子已经与飘浮在盒子里的随机原子接触了,猫甚至在你打开盒子之前就已经选择了。所以,这只猫或者已经死了,或者还活着(却不是同时以两种状态存在)。 换句话说,根据传统的哥本哈根诠释,只有当你打开盒子并测量时,猫才会发生退相干。然而,在退相干方法中,猫已经退相干了,因为空气分子接触了猫的波,导致它坍缩了。在退相干方法中,盒子里的空气取代了准备打开盒子的实验者,成为导致波坍缩的原因。 物理学最终不是建立在推测和猜想的基础上的,物理学中的争论通常是通过做实验来解决的。确凿的证据才是决定性因... (查看原文) —— 引自章节:第十六章 模拟宇宙 -
不一定。想象一个复杂的蛋白质分子,它可能有数千个原子。要想在没有任何近似的情况下模拟一个蛋白质分子,我们就必须拥有比宇宙中状态更多的量子计算机。我们的身体可能有几十亿个这样的蛋白质分子,因此为了真正模拟我们体内发现的所有蛋白质分子,原则上我们需要数十亿台量子计算机。这再一次说明,能够模拟宇宙的最小物体就是宇宙本身。组装数十亿台量子计算机来模拟复杂的量子现象显然是不切实际的。 唯一可能真正被模拟出来的“现实”并不完美,而且与真正的“现实”相比存在许多差距和缺陷。但也只有这样才能减少必须模拟的状态数量。如果不追求完美的模拟,那么还是可能达成的。例如,模拟出来的可能是并不完整的区域。你可能会看到模拟现实中的“天空”有裂痕和破损,就像古老的电影场景;或者,如果你是一名深海潜水员,你可能一直认为你的世界是整个海洋,直到你撞上了一堵玻璃墙,你就会意识到,原来你所处的世界只是海洋的一部分模拟。因此,一个有类似这样缺陷的不完美的宇宙,我们肯定是能够模拟出来的。 (查看原文) —— 引自章节:第十六章 模拟宇宙
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0 有用 wondering 2024-12-30 15:43:15 上海
不够深入。还是不理解具体量子霸权怎么影响各个行业。
1 有用 zyyis 2024-11-26 00:25:38 北京
信息量很大,对于量子、物理等领域的门外汉而言,是一本书大致理解量子力学、量子计算机领域基本概念的一个精编版大纲,量子计算机的超级计算能力可以优化、模拟几乎所有事物,比如生物医药领域过去需要用实物去不断试错,量子计算机加人工智能则能模拟计算出多种分子级的可能性方案,当然前提量子计算机是也具备相应的能量,要模拟的东西越大越复杂,需要的量子计算机性能也越强大,比如要模拟宇宙,那最小的量子计算机可能就是宇... 信息量很大,对于量子、物理等领域的门外汉而言,是一本书大致理解量子力学、量子计算机领域基本概念的一个精编版大纲,量子计算机的超级计算能力可以优化、模拟几乎所有事物,比如生物医药领域过去需要用实物去不断试错,量子计算机加人工智能则能模拟计算出多种分子级的可能性方案,当然前提量子计算机是也具备相应的能量,要模拟的东西越大越复杂,需要的量子计算机性能也越强大,比如要模拟宇宙,那最小的量子计算机可能就是宇宙本身… (展开)
0 有用 保罗 2024-08-07 13:07:18 江苏
有几章不是很懂,另外一些在其他地方看过相关的文章
0 有用 盛京读书人 2024-06-11 09:37:01 辽宁
本书旨在说明,计算机的每一次转折性发展,都让之前的技术遭到创造性破坏的冲击。摩尔定律最终会面临崩溃。硅时代之后的下一个时代可能就是量子时代。谁有能力制造和使用量子计算机,谁就有更大的赢面去争夺人类未来的胜利,即拥有量子霸权。
0 有用 海边的卡夫卡 2024-07-31 00:23:02 重庆
叙事很宏观,很敢想!从能源、社会、医疗、健康、太空、环保等主题展开量子计算的应用场景,打开了视野,未来已来!