尽管计算机行业有革命的希望，但它常常落后于人们的预期。毕竟，你的上网本实际上只是一台笔记本电脑，只是更小更便宜而已。今天驱动你个人电脑的芯片可以直接追溯到昨天的奔腾。您最新的硬盘可能有2TB容量，但它仍然只是一个硬盘驱动器。真正的创新在哪里?
当然是在实验室里。
[重温科技历史上的15个转折点并找出哪些技术登上了《信息世界》的榜单历史技术失败．发表意见12个可以改变企业的奇思妙想找出新兴的企业技术将在未来几年产生最大的影响。］
主要IT厂商和大学实验室的研究人员继续指出前进的方向。在这些实验室中构想出来的产品和想法有可能撼动IT行业。从网络到存储系统，再到敏感数据的保护，再到最终用户有朝一日与计算接口交互的方式——企业的每一个方面都在朝着革命性的方向推进。
以下是当今实验室中不断发展的一些想法——未来的技术可能会比你想象的来得更快。
处理器:打破摩尔定律
自20世纪中期以来，计算机的故事在很大程度上就是与摩尔定律的竞赛。该理论以英特尔联合创始人戈登·e·摩尔(Gordon E. Moore)的名字命名，假设集成电路的性能每18个月就会翻一番。在实践中，摩尔的预测基本上是正确的。即使芯片制造商已经接近现代处理器设计的实际极限，多核cpu的出现使他们能够在越来越紧凑的芯片封装中注入更多的能量。
但一些科学家认为，摩尔定律的有效寿命已接近尾声，而这并不是因为处理器的速度将不再加快。相反，他们相信计算机将很快经历一次巨大的飞跃。量子计算机它的处理能力来自于亚原子粒子的奇特特性，被广泛认为是计算机领域的下一个重大发展。然而，尽管科学家们在努力建造实用的量子计算机——即使是迄今为止最成功的实验也只能解决简单的计算——但其他一些正在研究中的处理器技术可能被证明具有同样的革命性。
伊利诺伊大学(University of Illinois)教授拉凯什·库马尔(Rakesh Kumar)提出了一种提高cpu运行速度的新方法:切断刹车。他说，今天的芯片花费了太多的时间试图让每一个计算都完全正确，而现实生活中的集成电路一直在犯错。为了确保完美的性能，芯片会消耗比所需更多的能量，这使得芯片上的组件很难缩小尺寸。并不是每一次崩溃都是一场灾难，Kumar说，他的团队正在研究容错而不是无错误的处理器设计。这些所谓的随机芯片与能够在CPU出错时处理的软件相结合，可以在较低的功率水平下运行得更快，而不必担心失控。
与此同时，来自密歇根理工大学(Michigan Technological University)和日本国家材料科学研究所(National Institute for Materials Science)的研究小组正在尝试一种更为激进的方法。他们完全放弃了硅，而是使用DDQ——一种由碳、氮、氧和氯组成的化合物——来建造分子计算机，他们声称这种计算机已经模仿了人类大脑的并行处理结构。一台真正的像大脑一样的计算机，其性能将比目前的cpu高出几个数量级。由于他们的设计使用有机分子，研究人员相信这种计算机可以从藻类中生长，而不必使用工业化学过程。
网络:交通堵塞的终结
“网络就是计算机”这句话是由太阳微系统公司(Sun Microsystems)的研究员约翰·盖奇(John Gage)在1984年首次提出的，它从来没有像今天这样贴切。从最强大的服务器到最小的移动设备，现代计算机系统的一个要求就是提供即时、快速、可靠的网络接入。但随着对丰富多媒体内容的需求增加，满足这一需求仍然是一个挑战。幸运的是，新的网络技术正在出现，给“高速宽带”一词赋予了新的含义，而且它们可能会比你预期的更早出现。
提供高达600Mbps无线网络的802.11n标准已经酝酿了很长时间。客户现在才开始从较慢的802.11b和802.11g标准升级。但这并不意味着Wi-Fi的工作停滞不前。相反，Wi-Fi联盟和无线千兆联盟已经联合起来开发Wi-Fi的下一代，这将会像802.11n一样是一个飞跃。新标准将在60GHz的无线电频谱上播放，并将能够实现高达7Gbps的数据传输速率，这足以传输蓝光质量的视频。
然而，Wi-Fi速度只影响局部地区。您访问Web的速度仍然取决于您与ISP的连接。到目前为止，最快的连接只提供给那些可以直接使用光纤连接的客户。但是，由于阿尔卡特-朗讯正在开发的技术，网络服务提供商应该很快就能以接近光纤的速度向更广泛的用户提供低成本的接入。该技术结合了信号处理技巧，有望在距离通信集线器400米的距离上，通过普通铜线达到300Mbps的速度。
存储:更多，更多，更多
今天的数据中心就2020欧洲杯预赛像雏鸟:总是处于饥饿状态。更大的存储容量、更大的密度、更低的功耗和更快的访问时间——需求是无情的。幸运的是，存储是近年来计算技术发展最快的领域之一，而且这一趋势并没有放缓。硬盘制造商正在以惊人的速度增加容量，尽管芯片制造商正在蓬勃发展新型高速固态设备．但最令人兴奋的新数据存储技术还没有出现，而且它们将完全是原创的。
在IBM的阿尔马登研究中心，科学家们正在研究一种新型的固态存储器，称为“固态存储器”。赛道内存“利用纳米级的线来存储基于单个电子自旋方向的信息，跑道存储器存储数据的密度比传统闪存更高，访问数据的速度可与传统RAM相媲美。与其他固态存储媒体一样，即使断电，数据也能保留。然而，与今天基于闪存的存储不同的是，写入赛马场内存设备不会有性能损失，而且内存永远不会损耗。
与此同时，惠普的工程师们希望从一个旧想法中挖掘出新的价值。“记忆电阻”的概念——这个名字是“记忆”和“晶体管”的合成词——早在1971年就出现了，当时加州大学伯克利分校(UC Berkeley)教授蔡利昂(Leon Chua)在一篇论文中对它进行了描述。但直到2008年，惠普才宣布成功生产出一款可工作的记忆电阻;现在惠普声称这项技术的潜力远远超过蔡美儿的设想。由于记忆电阻器具有传统晶体管的一些特性，它们为存储器打开了大门，除了保留数据外，还可以进行自己的计算。此外，记忆电阻器的存储密度大约是闪存设备的两倍，而且更抗辐射。惠普希望在未来几年内将这项技术商业化。
安全性:设计不可撬的锁
随着企业和消费者积累越来越多的数字数据，保护这些数据已成为最重要的问题。加密仍然是保护数据安全的关键工具之一。但是，随着计算机处理能力的不断增强，加密方法和用来破解它们的工具之间的军备竞赛正在升温。这就是为什么数学家、工程师和计算机科学家都在努力研究新的数据加密方法，以消除旧的漏洞。
其中讨论最多的是量子密码学。量子密码学被视为量子计算的第一个“杀手级应用”，它利用了一个事实，即仅仅是观察一个量子粒子系统就会干扰这个系统。任何观察到使用量子加密技术加密的信息的人——通过阅读信息——都会在信息本身留下不可撤销的指纹。因此，从理论上讲，在不提醒参与者你的存在的情况下，窃听一个通过量子密码保护的通道是不可能的。然而，正如前面提到的，量子计算在很大程度上仍处于实验阶段量子密码学的商业应用还有很长的路要走。
IBM研究员克雷格•金特里最近的一项发现可能是下一个最好的发现——它将适用于今天的计算机系统。Gentry发现了一种算法，它实现了顶级密码学家长期以来认为不可能实现的壮举:它允许计算机系统在不先解密的情况下对加密数据进行操作。数据加密到达，计算结果以同样的方式加密输出;没有中间步骤，数据暴露在窥探的眼睛。Gentry的发现可能对广泛的数字安全系统产生重大影响，从网上银行到数字媒体交付，即使它需要几年的时间投入实际应用。
显示:新的观看方式
当IBM第一次普及个人电脑时，绿屏显示器是常规。后来，随着显卡的改进，那些单色屏幕让位于彩色屏幕。今天，笨重的彩色CRT显示器已经成为过去，取而代之的是轻薄、节能的液晶显示器。进一步的进步，如OLED背光，使现代平板比以往更明亮、更清晰。但这并不是显示技术的尽头。
首先，当代的液晶面板往往是脆弱的，任何一个掉下来或坐在手机上的人都可以告诉你。为此，索尼正在开发柔性LCD技术，希望它不仅能生产出更耐用的设备，还能生产出成本更低、生产过程更清洁的设备。目前的原型机虽然分辨率较低，但非常灵活，可以在4毫米厚的圆柱体上滚动。
另一种想法是完全去掉显示器。LCD投影机已经很常见了，但它们往往体积庞大，需要昂贵的灯泡来操作。此外，它们的图像质量很大程度上取决于环境照明条件。然而，随着基于激光技术的数字投影仪的引入，这种情况可能会改变。传统显示器的颜色是由红、绿、蓝三种光组合而成的。由于可靠的绿色激光难以生产，制造商至今还无法将激光用于投影设备。康宁公司声称已经解决了这个问题，这意味着它可能很快就可以从一个像手机一样小的设备上投射出精彩的图像。
在白天同样出色的显示器仍然是一个挑战，但鉴于电子阅读器的日益普及，科学家和工程师们迫切希望解决这个问题。高通公司推出的一项名为mirasol的有前途的技术，通过反射来自多层微型机电反射镜的环境光，产生充满活力的彩色图像；未来一年，它将在消费品中上市。与此同时，飞利浦的一款名为Liquavista的分拆产品离我们稍微远一点，但它既可以使用反射的环境光，也可以使用独立的背光。
用户界面:超越鼠标
自从个人电脑时代开始，我们使用电脑的方式发生了根本性的变化，但我们与电脑互动的方式基本上与1984年苹果推出第一台Macintosh时相同。桌面隐喻，包括光标、指针设备、文件、文件夹、窗口、滚动条和其他控件小部件，仍然主导着几乎所有的图形操作系统平台。
至少在现实生活中是这样。然而，看看好莱坞电影中充满幻想的世界，你会看到一系列令人眼花缭乱的全新UI概念，从《少数派报告》(Minority Report)的悬停屏幕到《钢铁侠》(Iron Man)的头盔显示屏。这些想法中有哪一个能实际应用于商业用途吗?
微软认为如此。它的Surface UI平台提供了将熟悉的对象(如表格)转化为协同计算空间的新方法，并配备了新颖的输入设备，超越了普通鼠标的限制。但微软最期待的投入是创新Xbox 360的Kinect，原名纳塔尔计划。为了帮助微软的Xbox与任天堂的Wii游戏机竞争，Xbox 360的Kinect是一个没有控制器的游戏界面。相反地，玩家只是通过在半空中移动和打手势来操作游戏中的物品。如果这一概念在消费者中流行起来，它也可能在kiosx和触屏设备中有潜在的应用。
也许好莱坞用户界面技术成真的最好例子是Oblong Industries的g-speak空间操作环境。g-speak起源于麻省理工学院的媒体实验室，使图形对象的空间和手势控制具有广泛的潜在应用前景。随着3d电视和显示器有望在不久的将来成为主流，如果g-speak或类似的东西即将出现在你身边的电脑上，不要感到惊讶。
Neil McAllister是旧金山的自由撰稿人。他也写InfoWorld的致命的异常博客。
这个故事“来自实验室：今天的未来”最初由信息世界 ．