北京
2019年，一群计算机科学家和物理学家聚在一起，讨论了一个看似疯狂的想法：能不能让计算机主动拥抱噪声，而不是一味抵抗？这个念头，后来被称为热力学计算。过去我们总把热运动看作计算精度的天敌，一个随机的热量起伏就可能把二进制数从1翻成0，让整个运算跑偏。于是工程师们拼命把信号能量拉高，让比特翻转远远超出环境噪声的扰动，像在海啸面前筑起高墙。可那次会议上，有人第一次公开问：如果墙可以变成帆呢？
接下来的几年里，一个小型研究社群默默地动手验证。他们不是大张旗鼓造新硬件，而是先在普通的硅基逻辑电路上做仿真。最近，有人跑通了热力学计算的基本流程，“至少原理上走得通”——这是研究者咬着牙给出的谨慎判断。他们的目光不在今天的笔记本电脑或超级计算机上，而在一种几近矛盾的愿景里：让热量涨落本身成为计算引擎，让无序催生有序，让那些一直被视为废热的微小扰动替我们干活。
这种计算方式的迷人之处，首先在功耗。眼下我们手上的设备越来越贪电，芯片越来越密，再缩小一点都可能把自己烫糊。而热力学计算机反其道而行：它利用能量耗散时自然产生的随机涨落，顺着能量景观的斜坡往下滑，自然而然抵达计算结果。无需强行把比特钉在某个高能位上，也无需时刻对抗整个宇宙都在发生的热力学宿命。纽约一家初创公司的物理学家帕特里克·科尔斯说：“这个领域就是要把热力学当成一种计算资源来设计计算机。”他不是在描述一台安静的机器，而是在打开一种看待计算本身的视角切换。
加拿大西蒙·弗雷泽大学的统计物理学家大卫·西瓦克有一个更形象的比喻：“我觉得热力学计算被提出来的时候，其实是在搭便车——搭那些自然界里本来就一直在进行的‘计算’，只不过从来没有被贴上计算的标签罢了。”自然界里，能量耗散同时夹带着涨落，涨落又偶然把某些物理系统推到更有序的构型上去。过去我们只看见混乱，热力学计算机想看见其中的路径。
在热力学的语言里，一个物理系统随时间变化的过程，可以被描述成在“能量景观”里穿行的一条轨迹。景观里每一处高度对应一种构型的能量，系统喜欢往低处滑，但热涨落会让它偶尔试探一下山坡上的小径。传统计算机的设计逻辑是，把这整片景观冻住，只让人工控制的开关来决定方向。热力学计算机却要利用那些原生的、不必额外耗能的试探，借助涨落推动系统穿越景观，完成一种天然的、低代价的演化——这种演化自己就会收敛到一个答案。
当然，这还远不是一个已经准备好装箱的技术。从原理仿真到实用化，仍有漫长的工程之路要走。但重要的不是它什么时候能放在桌子上，而是我们终于开始愿意重新打量“噪声”这个词。你手里的手机发烫时，那是在提醒你，有多少能量被当作废物驱散。如果有一天，那些废物能被认作帮手，甚至主角，那时的计算将不再只是人类的精打细算，而更像与万物达成的一种默契。
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