宇宙有多大？通常，你会期望科学家给出的答案是以光年为单位，或者甚至是英里。麻省理工学院的量子机械工程师塞斯·劳埃德（Seth Lloyd）提出了一种完全不同的衡量宇宙的方式：它产生了多少数据。他说，宇宙历史中的每一个物理事件都代表一条信息。因此，他不是把宇宙看作是恒星和星系的集合，而是把它看作是一台巨大的计算机，并试图确定自时间开始以来流经它的数据量。
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“宇宙处理信息的想法已经存在了几十年，”劳埃德说。挑战在于定义和量化这个概念。在传统计算机中，二进制数字从0翻转到1，反之亦然，以执行计算。在宇宙模拟中，计算中的每一次翻转都发生在亚原子粒子相互作用并改变它们的量子能态时，这是物理变化最基本的单位。宇宙中大约有10^80个粒子，代表10^90比特的信息。通过考虑可用的能量和光速，劳埃德估计自大爆炸以来，宇宙最多可以执行10^120次逻辑运算。
插图：Fred Rix
“如果我们想在一台计算机上模拟宇宙，它就需要有这么强大的能力，”他说。但这样的计算机必须和宇宙本身一样强大。实际上，我们只能做出粗略的近似值，因为地球上存在过的所有计算机总共只执行了10^31次运算。
那么，宇宙计算机的功能是什么呢？嗯，它不是在创建电子表格或搜索网页（尽管我们的个人电脑存在于宇宙中，所以根据定义，这些任务是宇宙所做的一部分）。大部分宇宙计算涉及“力”粒子（如光子和引力子）与物质的基本构成单元（电子、夸克等）的运动和相互作用，其输出是它们的物理行为。“宇宙正在计算它自己的动态演化——其中包括我们，”劳埃德说。
