姚期智:多学科交叉融合是信息技术发展的关键

  姚期智:2000年获得图灵奖,在通信的复杂性、伪随机数生成以及量子计算在内的计算机理论方面做出了贡献。

  每个人都知道信息技术改变了我们的生活。但是想到信息技术时人们往往先想到硬件,比如手机、计算机、车上的定位系统等等,这些设备都是科技带来的奇迹。但光有硬件是不够的,在所有令人吃惊的计算和通信硬件背后是现代信息技术。信息技术帮助我们设计运行这些设备的运算法则,和发展成为完全崭新类型应用所必需的概念。

  “在过去的50年里,这些科学理论给我们指引。那么在未来,科学理论是否仍然会发挥重要的作用呢?”11月11日,在2008诺贝尔奖获得者北京论坛上,华人图灵奖得主姚期智提出上述问题。

  姚期智说,21世纪信息技术面临着许多重大问题,比如因特网的安全问题;海量数据的处理问题;信息技术在物理、医疗、生物、经济方面所起到的重要作用等。这些问题的解决亟须在理论上得到突破,亟须在技术上有重大创新。他指出,当不同的学科、理论相互交叉结合,同时一种新技术达到成熟的时候,往往就会出现理论上的突破和技术上的创新。

  “很多科技创新有这样的特色:它们基于一些应用,潜在的科学原则由不同科学理论的互动所形成,甚至是不同学科之间的互动所形成的。”姚期智举了几个例子来证明他的观点。

  第一个例子是关于信息安全的。“我们都知道,保护国家、个人和商业的秘密是很重要的。”姚期智说,比如两个人在不同的城市想通过电话建立一个只有他们两个人知道的密码,以便通过ATM机取款。如果用密码理论可能做不到,因为如果有人听到两个人的谈话,就会知道密码。

  “但是如果我们用图灵的理论打破原来的盒子,建立一个更大的盒子,就将使得这种操作成为可能。我们发现任何涉及到数字的计算都可以进行安全的计算,使得所有人在最后都能知道结果,却不知道过程中的细节。这项安全计算技术在过去10到20年之间才真正成熟。”姚期智说。

  第二个例子是关于量子计算的。现在的计算机设计已经接近了量子极限,在未来50到100年里可能很难将计算机系统提速,而量子计算能使计算更快。

  “为什么量子计算是非常令人振奋的呢?为什么当中会涉及物理学?”姚期智表示,量子计算机的原则和我们经典计算机的原则很不一样。它有两个特点,第一是物理和计算机科学的交集,这使人们回到设计计算机的初始追求——如何建造更好更快的计算机;第二,由于量子技术逐渐成熟,人类首次有能力操纵分子层面上各个原子的结构,因此需要建立一个量子计算机来模拟这样的自然过程。

  对于未来信息科学的发展,姚期智认为,信息科学有一个很大的基础科学库,它被不同的学科所使用,与其他学科交流、交互,因此在21世纪有很多机会形成基础和技术上的创新。他说:“信息科学还是一门年轻的科学,近40年来,信息技术始终走在信息科学的前面。近20年里,集成电路和网络的发展提出很多挑战性的问题,如应对技术的复杂性、保证可靠性、大幅度降低功耗等。”他预计,未来也许会兴起一场以高性能计算和数字仿真为特征的新的信息科学革命。

  “面对信息技术的创新,我们很难预计未来会发生什么。”姚期智说:“现在可以预计的是,我们很快会看到什么是未来几十年发展的方向,比如说因特网的安全性得以实现;或者设计出新一代的因特网,使得网上的交互更加便捷、安全性大大提升。更普遍的是,摩尔定律是否能够在信息技术上得以持续性发展?我们能否找到很好的办法处理海量数据信息?信息技术能否在物理、医学、生物、经济学等方面帮助人类更好地实现目标?这些问题我们仍要拭目以待。”

  来源:《科学时报》 2008-11-13

2008年11月13日 08:43:28  清华新闻网

更多 ›图说清华

最新更新