全球晶片巨头英特尔（Intel）联合创办人高登·摩尔（Gordon Moore）曾提出著名的“摩尔定律”：一定面积的集成电路上可容纳的晶体管数量，以2年（后改为18个月）翻一倍的速度增长，其运算性能也随之翻倍。基于这一定律，电脑运算速度在过去几十年间持续飙升。
但由于晶片制造工艺已接近极限，这一定律即将面临失效：包括 IBM、英特尔等晶片厂商在内的全球半导体行业协会不久前发布的一份报告预测，到2021年后，晶体管的体积将不会进一步缩小，因为继续缩小体积将没有经济性。业界不得不寻找其他方法，才能进一步提高电脑的运算效率。
以激光为主要研究对象的光通信技术被认为是解决这一问题的有效途径之一。近日，一项基于涡流形激光（Vortex Laser）的研究成果或许可以取代过去将多个元件塞入晶片以提高性能的方法，这也将延长摩尔定律的“寿命”。研究人员表示，这项最新成果可以让电脑继续变得更小、更快、更廉价。
为了耗费更少能量传输更多信息，我们需要重新思考机器内部的零件。
美国纽约州立大学布法罗分校（UB-SUNY）的研究人员近日在著名学术期刊《科学》（Science）发表论文宣布了这一成果。他们使用轨道角动量（Orbital Angular Momentum）技术让激光呈螺旋模式分布，这样的激光束能将数据信息编码成不同的涡流，其携带的信息量是传统线性激光的10倍以上。
不过，这一螺旋涡流形激光对于现有的普通电脑来说还是太大，因而暂时无法面世，但研究人员表示会将其缩小到与电脑晶片兼容。如果这项研究最终成功应用在普通电脑上，该技术势必能延续摩尔定律。
降低电脑能耗、提高运算效率早已成为业界共识。除了改变晶片结构外，包括量子计算（Quantum Computing）在内的新型计算技术为这一目标提供了其他途径。
另一著名学术期刊《自然》（Nature）最新一期的封面刊登了一项量子计算领域的重大进展：一种小型可编程量子电脑已经问世，并有望被改进为规模更大的量子电脑。
概念成型已久的量子电脑在理论上比传统电脑能更快地解决某些问题。但迄今为止，绝大多数量子电脑都只能执行有限而简单的任务，并且难以重新配置，即只能用来运行特定的算法。
量子位元
美国马里兰大学学院市分校（UMCP）的 Shantanu Debnath 等科学家在这篇论文中表示，他们制造出一台由5比特量子位元（Qubit）组成的新型量子电脑，它能执行一系列不同的算法，其中一些算法比传统电脑执行效率更高。论文称，在已完成的测试中，这一系统的运算准确率可达98％。
这5个量子比特分别被储存在5个离子阱（Ion Trap）中，通过激光轰击可控制每个离子的电子态，并能在不改变硬件的条件进行重新配置。研究人员提出，该系统中可加入更多的量子比特，也可通过连接多个模块来增加运算能力，即模块可以扩展为更强大的量子电脑。
声音
这一新装置（小型量子电脑）有望被放大为规模更大的量子电脑。不过，具体如何实现这一点目前在论文中尚未得到显示，因而下一步，该团队需要做的是向人们展示如何连接这些模块，并说明这种扩展又增加了怎样的计算效果。
世界首台可编程通用量子电脑早在2009年就已问世，当时只能处理2量子比特数据，却让科学界和产业界都欢欣鼓舞，认为可编程量子电脑距离实际应用已为期不远。然而，事情的发展并不顺利，甚至今天我们仍将处理5比特量子信息作为“重大突破”。量子电脑三十几年来的研究进展就是这样起起伏伏，既有令人兴奋的突破，也有长期的裹足不前，且一路伴随着质疑。目前，关于本成果的很多问题还有待解答，仍需要耐心的等待和求索。
从最初到现在，能源效率已经提高了约四万倍。 但是我们还有很长的路要走。这一切的发生与改变不可能被物理学上的困境所限，只会被人类自身的智慧所限。