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计算的物理极限:底层的广阔空间

MIT Technology Review •
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现代计算的进步依赖于规模扩张——在越来越大的数据中心里部署更多芯片——但随着我们逼近工程上限,基本物理极限依然广阔而未被探索。理查德·费曼1959年的讲座《底层还有大量空间》指出,没有任何物理定律阻止人们把《大英百科全书》写在针尖上,或把所有书籍存放在一粒尘埃中,并强调生物学早已通过DNA逐个原子地操控物质。

几十年来,随着晶体管不断缩小、芯片密度成倍提升,进步几乎是“免费”的,房间大小的计算机也缩小到了腕表大小。如今,这种轻松的下降已经停滞:今年,六大超大规模云服务商将在数据中心基础设施上投入超过7000亿美元,是其2025年纪录的两倍,依靠蛮力而非效率来提升性能。与此同时,定义20世纪进步的各项规模定律——摩尔定律、登纳德定律、科米定律、克赖德定律和基克定律——正在放缓、失效或趋于平缓。这些都是工程层面的观察,而非根本性极限。真正的边界由量子力学、相对论和信息论决定,远低于今天的数据中心。探索这些极限一举两得:既推动技术进步,也深化基础科学。费曼甚至在1959年设立了1000美元的奖金,奖励制造出边长不超过0.4毫米立方体的电动机的人,他相信这样的挑战将激发真正的创新。

来源: MIT Technology Review · 由HeadlinesBriefing整理摘要