当10亿赫兹仍嫌太慢时
物理和资讯理论汇流自量子力学中心准则：自然根本是离散而不连续的。用有限数目的位元就可描述一个物理系统。系统中每个粒子的作用类似电脑里的逻辑闸。粒子的自旋「轴」会指向两个方向之一，因而记录一个位元资讯，也可藉由翻转而执行一个简单的运算操作。

系统的时间也是离散而不连续的。翻转一个位元只需最少量的时间。决定实际所需时间的定理，是以两位资讯处理物理的先驱为名─麻省理工学院的马枸勒斯（Norman Margolus）与波士顿大学的莱维汀（Lev Levitin）。该定理与海森堡测不准原理有关（海森堡测不准原理是指测量位置与动量，或时间与能量等物理量时，其准确性会有得失平衡），认为翻转一个位元所需的时间t，取决于所施加的能量E。施加愈多的能量，所需时间就愈少。此规则以数学表示为t≧h /4E，h 是量子理论的主要参数︰普朗克常数。例如，某种实验性的量子电脑以质子储存位元，以磁场使它们翻转。运算的操作会在马枸勒斯–莱维汀定理所允许的最短时间内完成。

这个定理可以导出大量的结论，涉及范围从时空几何的界限，到宇宙整体的运算能力等。我们现在以普通物质运算能力的限制，做为热身活动。假设有个体积一公升而质量一公斤的物质，我们称此装置为终极笔记型电脑。

此电脑的电池就是这个物质本身，依照爱因斯坦的着名公式E＝mc2，将质量直接转换成能量。若将此能量全部用来翻转位元，这个电脑每秒可执行1051个运算，速率会随着能量的降低而减缓。此机器的记忆容量可用热力学计算出来。当一公斤的物质在一公升的体积内转化为能量时，温度将到达绝对温度10亿K。它的熵（与能量除以温度的值成正比）相当于1031位元的资讯。终极笔记型电脑利用其内部基本粒子的微观运动与快速变换的位置储存资讯。每一个被热力学定律所允许的位元，都派上用场。

每当粒子交互作用时，可能会导致对方翻转。这个过程可以使用如C或Java等程式语言来想像：粒子就像变数，它们的交互作用则是类似加法的运算。每个位元每秒可翻转1020次，大约比振荡频率10亿赫兹的时钟快1000亿倍。事实上，此系统实在太快了，根本无法以中央时钟控制。翻转一个位元所需的时间，大约等于将讯号由一个位元传到它邻近位元的时间。所以，终极笔记型电脑是高度平行化的：它不是以单一处理器运作，而是以广大的处理器阵列、每个处理器几乎独立运作，但结果是处理器之间的传输沟通相对较为缓慢。

对照之下，传统的电脑每秒可翻转位元109次，储存1012位元并含有一个处理器。假如摩尔定律可继续维持下去，你的后代子孙大约可在23世纪来临前买到这种终极笔记型电脑。工程师必须找到在比太阳核心还热的电浆中，精确控制粒子交互作用的方法，而且大部份的通讯频宽将被用来控制电脑以及处理误差。还有，工程师也必须能解决某些错综复杂的套装问题。

在某种意义上，如果你认识正确的人，你早已能够买到这种装置。一公斤大小的物质完全转化为能量─这正是一颗2000万吨氢弹的实际定义。一个爆炸中的核子武器可说是正在处理巨量的资讯，它的初始配置就是输入，而它所散发的辐射就是输出。

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