这些人工智能机器将使用分子和原子大小的组成部分，所以这些部分将受量子力学原理的支配。最近，随着理论物理学家和实验物理学家相互竞争来创造新的“量子计算”方法并且把这些想法实现于真正的硬件上，“量子计算”这个崭新的领域开始流行起来。

对于向普通大众介绍量子计算，我一直很迟疑。这违反直觉并难以掌握。如果随后的这些段落对您来说读起来冗长费解的话，那么就跳到下一章。在某种意义上来说，没有人真正理解量子理论。因为它看起来就像一堆数学处方然后给出问题的完美数字答案，但看起来在概念上却完全不直观。

原子以其奇特的方式运作，和人类所习惯的我们这个级别上的事物非常不同。量子力学是真正奇怪的和抽象的。它是这样的一堆数学物理，当原子级别系统和人类级别测量仪器相互作用时，它给出了特定的测量结果的随机性。在经典物理学中，物理系统的状态是清楚的，也就是说，它有特定的状态值，例如在某个时刻的速度是V，它的位置是X，它的动能是K，等等。在量子力学中，事物更抽象。

如果进行某种测量的话，量子系统的状态是由一些数字的抽象数学总和表示的，每一个数字都是和一个测量结果联系在一起的。这个总和与状态的线性加权被称为“重叠”，并且是量子力学的核心概念。如果您不理解这些请不要烦躁。理解本部分并不是必需的。

正是这个重叠才是量子计算的伟大特征。重叠随着时间发展，在某种意义上可以同时进行多次运算，而传统的计算机一次只能进行一次计算。

在经典计算中，寄存器(比特的存储链)的状态是有限的0或1的串(如0011011101001)。在一个量子计算机寄存器内，状态是大量可能的经典寄存器状态的重叠。举个例子，如果寄存器有N个比特，那么将有2N个可能不同的经典寄存器状态(也就是说，如果N＝3，将有8个不同的经典状态，000，001，010，011，100，101，110，111)。如果N很大，那么2N将巨大。

量子计算的巨大优越性在于大量的经典状态可以被看作是一个(重叠)状态，一个量子系统可以处理的量子状态。为了进行传统的经典计算，有必要对所有的可能状态进行测试，每次测试一个经典的寄存器状态。这是一个非常缓慢的过程，并且当N增加后，测试的次数将以指数级增长(也就是像2，4，8，16，32，64…)。

然而对于量子计算，只需要作一个测试，因为在某种意义上，所有可能的传统状态都合在一起，称为一个量子寄存器状态。量子计算潜在上比传统的经典计算要更有效。因此，世界的很多物理学家现在都在相互竞争，看谁可以制造出下一个性能更加优越的量子计算机。

既然人工智能机器将以原子级别的组成部分制造出来，它就需要像量子计算机一样来运行。既然量子计算机比传统的经典计算机有效，那么这将是一件好事。人工智能机器将是一个量子计算机。

人工智能机器是一个量子计算机，这一结果意义深刻。试想一下量子计算机比经典计算机高2N倍的计算能力。一个小行星般大小的人工智能机器将拥有1040个原子或比特。这样的一个人工智能机器其潜在的计算能力，即使是一个经典类型的人工智能机器，比人类的计算能力也将大很多很多。

量子计算的人工智能机器将会是什么情况呢？如果N是1040，那么2N是多少呢？这个想法让我困惑。当我说一个人工智能机器可能拥有相当于人类智能万亿个万亿倍水平时，事实上，我的这个数字已经是小得令人惊讶了。

诚然，量子计算机的状态是在处理大约7个成分。它们被称为“量子比特”(Qubits)，或者“quantum bits”。以一种“磁瓶”来一行容纳7个比特，并且让它们在某种意义上表现得像一个量子计算机一样，这是可能的。但是量子计算技术到制造N＝1040量子计算机还有很长的路要走。