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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。
这样巨大的数字是否可能仍充满争议，但是最近的“纠错”等技术好像在暗示，那就是量子计算机会变为现实，然后成为商业性的。如果没有理论原因证明这样的数字是不可能的，那么通常意味着科学最终会找到制造这种机器的方法。
作为人脑科学工具的纳米技术
我们已经讨论了一些关于量子计算的概念（可能非常难以理解），我现在开始转向另一个关于人工智能技术的问题：“人工智能将怎样类似（人类）大脑？”我的观点是，当纳米科技真正成熟起来并且摩尔定律继续有效，我们关于人类大脑如何运作的知识将惊人地增长。举个例子，在过去的几十年内，许多非侵入的技术发展起来，进行观察人脑的活动，而不会打扰人脑的基本活动。
例如，含微辐射氧的液体可以被注射到血管中，它可以流入大脑并且在更活跃的和需要更多氧气或血液的大脑细胞处聚集。测试人被要求从事各种思维活动，当他们这样做的时候，在从事这些任务时，大脑使用较多的部分将显示出更高的辐射浓度。大脑科学家或神经科学家因此能够定位大脑的哪些部位在参与任务。我们关于大脑如何运作的知识，至少在宏观上，在最近这些年内由于新技术而大范围地增加了。
越来越多的外部方法使用了基于核物理的现象，比如说核磁共振技术（nuclear magnetic resonance，NMR），对此我在此不作介绍。随着新技术的应用，大脑的观察可以获得更好的空间分辨率和使用更少的测试时间，核磁共振成像技术 （nuclear magnetic resonance imaging，NMRI）每一年都变得更加精确。由于摩尔定律提供了更快的电子设备，空间和时间分辨率变得更加细致。有些科学家相信，到大约2020年时，观察个体的神经键（神经联系）和其类型将是可能的，也就是说，它们是否处于激发或抑制它们所连接的神经元的活动中。
如果这些变为可能，那么神经工程师可以简单地“扫描”大脑，也就是，通过下载大脑所有的必要的地理信息就可以读取它，例如每一个神经元的精确位置，以及它们是怎样或者连接到哪些神经元，等等。所有的这些信息都可以存储到一个通过摩尔定律让之成为可能的“超级计算机”上，然后被这台计算机的其他部分进行进一步的分析。从某种意义上来说，人们可以在超级计算机中拥有一个类人的大脑。
这引发了各种道德问题。如人们可以关闭存储人类大脑的超级计算机吗？那样是谋杀吗？你怎么定义人格的本质？它决定于制造那个人的技术吗？例如一个基于碳和DNA的技术，或基于硅的技术。如果核心的结构都一样的话—— 如果功能上是一样的，那么硅版本的人是否应该给予和基于碳的人一样的权利？“硅权？”
如果人类决定基于硅的人脑是“非人类”，那么神经科学家和神经计算机科学家可以开始试验这些数据（人）吗？他们可以复制任意多的数据（克隆）吗？他们可以对数据（活体解剖）进行所有的分析试验来试图理解人脑是怎样工作的吗？我们对于人脑是怎样工作的知识将会大踏步地增加。神经科学家一旦提供关于大脑是怎样工作的观点，神经工程师就可以将这些新知识应用于更加聪明的人工智能机器的制造。
人脑切片 人脑的两个半球体部分 人脑的主要组成部分
人脑的褶状表面 人脑就像一个潮湿的海绵体 人脑的PET扫描图像，
深色的表明是活跃的区域
最终，神经工程师可以制造出如此强大和智慧的机器以至于神经科学家能够通过使用这种机器来测试关于人脑工作原理的猜想。
在这时，这种神经科学家和神经工程师的联姻将是单行的，也就是说，知识将完全从神经科学家流向神经工程师，但是在某个时候，当神经工程师赶上来后，信息和思想流将逐渐变为双向。某一天，神经科学家将意识到神经工程师制造的人工智能机器在许多方面超过人脑。
在此我将结束这一章节。用其他未来的新技术制造本世纪的人工智能机器，这样的例子还有很多。我希望上述讨论足以说服您相信本世纪的计算机技术可以使人工智能机器的制造变为可能，并且这些人工智能机器将拥有比人类高万亿个万亿倍的智能。如果我还能说服您相信这些人工智能机器可以在22世纪初之前制造成功，那么这一章将是很成功的。
但是，人工智能机器可以在本世纪内制造出来并不意味着它们就应该被制造。（正如哲学家所说的：“能够并不意味着应该。”）现在重要的问题是人工智能机器是否应该被制造，如果可以，对于人类的后果是什么？如果支持大脑制造的宇宙主义者确定要制造人工智能机器的话，将会发生些什么呢？
本书接下来的部分将试图解答这些问题。
这章在本质上更技术性和科学性一些，后面的章节更多的是社会的、政治的、哲学的、伦理的，甚至是更宗教的，因而更适合阅读。第4章和第5章将分别介绍宇宙主义者和地球主义者。
写在前面的话
在本章，我想提出一些你们在读本书时可能碰到的问题。也许你对我的一些论述持怀疑态度，或者是觉得我忽略掉了某些东西。本章将试图预测一些你的反对意见。通过讨论这些反对意见，很有可能加深前面章节的论述。这些问题、意见有多处来源。有些来自于我自己，有些来自于我的朋友，但是大多数来自于那些与我有多年接触的人，那些在我的网站上读过初稿的人，以及那些看过有关我的报道或电视节目的人。某些反馈非常重要，所以如果你有同样的反对意见，并且发现我的反驳有说服力的话，你也会被说服的。
问题1 人工智能发展的时间问题
问题1。 “时间问题——如果人工智能发展得太快以至于关