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自問世以來數(shù)字計算機在速度和能力上有了可觀的提升，迄今仍有不少課題顯得超出了當前計算機的能力所及。 對于其中一部分課題，傳統(tǒng)計算機是無論如何也不可能實現(xiàn)的，因為找到一個解決方法的時間還趕不上問題規(guī)模的擴展速度。因此，科學家開始將目光轉向生物計算技術和量子理論來解決這一類問題。比如，人們計劃用生物性的處理來解決特定問題（DNA計算）。由于細胞分裂的指數(shù)級增長方式，DNA計算系統(tǒng)很有可能具備解決同等規(guī)模問題的能力。當然，這樣一個系統(tǒng)直接受限于可控制的DNA總量。

量子計算機，顧名思義，利用了量子物理世界的超常特性。一旦能夠造出量子計算機，那么它在速度上的提升將令一般計算機難以望其項背。當然，這種涉及密碼學和量子物理模擬的下一代計算機還只是停留在構想階段。