很多人都认为摩尔定律已经走到了尽头，但是它却总是能在别人认为“山穷水尽”的时候，迎来又一次的“柳暗花明”。
      “人类真正的计算时代还没有开始。”6月5日，惠普高级院士（Senior Fellow）兼加州Palo Alto惠普实验室量子科研（Quantum Science Research，QSR）小组主任Stan Williams在展示其最新研究成果时，骄傲地告诉记者，而这也是他和整个QSR小组的口号。“在未来，一个小小的手机就比现在的计算机功能强大。那时计算机的计算能力，以及人机交互的智能化水平，与现在相比至少要提高一万倍。”

架构设计别出心裁

      据Stan介绍，根据现有的工艺，在单位面积上集成晶体管电路几乎已经达到了现有半导体材料的极限，如果再一味地专注于将晶体管做小，那么半导体材料的物理、化学性能将发生质的变化，而摩尔定律也将不可避免地与物理学法则发生冲突，很快就会走到尽头。因此，Stan和他的量子科研小组成员提出了一套采用纳米技术的独特方案，能够大大延长摩尔定律的寿命。

      QSR提出了一个独特的体系构架交叉矩阵（Crossbar Array），把原来处在同一水平面的连接线和逻辑单元在一个三维的角度来解决。具体来说，就是把连接线都去掉，把逻辑单元都“挤”在一起，再用波导管，也就是光来替代传统的金属连接线。这样做的好处，是在单位面积内的逻辑更紧密。另外，光传递信息不会损耗能量，而且电子也容易控制，因此功率可以减少许多。与此同时，由于逻辑单元的距离更近，计算速度也大大提高了。“从微观的角度来说，我的愿景是在将来能够把光子和电子有机结合，光子用来传送信息，电子用来计算。”Stan这样表示。

芯片技术遥遥领先

      Stan向记者展示了一张通过原子显微镜拍摄的随机存储器的照片。“这个存储器的每一个存储单元都比世界上最小的细菌还小，它的存储密度是每平方厘米100GB。”Stan告诉记者，由于每个存储单元都很小，因此有些单元可能会出现故障。为了保证存储单元的可靠性，Stan和他领导的小组采用的办法是用一个额外的单元再加上一个数学理论技术，来支持和保证它“又密又便宜又可靠”地进行存储。“这个存储器技术实际上很像我们所说的印刷技术，它和原来的半导体技术是完全不同的。半导体讲求最小尺寸，而我们实验室中的最小尺寸和市场上目前的最小尺寸相比，领先了至少10年。”

      根据美国《Small Times Magazine》在全世界范围内的调查，在微纳米（芯片技术）领域，惠普公司的专利和发明最多，也被该杂志认为是最先进的。据Stan介绍，惠普的微纳米技术已经开始在惠普的打印机中应用，同时还通过授权的方式，与一些生产厂商展开合作。尽管Stan未透露惠普对QSR小组在研发上的投入，不过他表示，在未来的3～4年时间里，通过技术转让的资金收入，就可以让实验室达到收支平衡的状态。

“虽然惠普公司不是一家纯粹意义上的芯片厂商，但是惠普公司一直致力于芯片设计。举例来说，惠普每年设计生产的芯片，如果按照面积来计算的话，将是英特尔的4倍。”Stan表示。他指出，现在的计算机里，实际上CPU只有10%的时间是真正在做工作，另外90%的时间都是在等待。如果业界有办法把CPU闲置的时间利用起来的话，现有的计算能力就会得到一个巨大的提高。

链接:惠普实验室量子科研小组大事记

1999年，发明第一个电子开关式分子接口；

2000年，在MIT（麻省理工学院）技术回顾中，上述发明被评为“2000年最重要的五项专利技术”之一；

2002年，Stan Williams被《Scientific American》评选为“50位顶级技术领袖”之一;同年，该实验室发明世界上最高密度的电子寻址存储器；

2005年，发明交叉点阵逻辑门，并提出发明电路设计编码理论；

2006年，“交叉点阵逻辑门”被中国科学界评选为“2005年世界十大科技进展”第三名。

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