要求制造独一无二的密码破译机时，可以对机器的组成部件绝对保密。所谓的“专
用集成电路”（ASICS ）元件通常是密码破译系统的“大脑”。所以一位安全局工
作人员说，到外面去采购这些元件就像是做了一场“噩梦”。由于能把100 万个甚
至更多的晶体管挤到一块硅片上，这样设计者就可以在芯片上制造一个完整的规则
系统，也就是说一个完整的密码系统所需的材料比1 角的硬币还小许多倍。这种芯
片如果落人别有用心的人手中后果不堪设想。
于是，国家安全局在芯片上加了一个秘密自毁装置，它由劳伦斯。利弗莫尔和
“桑迪阿”国家实验室共同开发研制。这样，国家安全局生产的芯片就有了一个特
制的自毁涂层作为防护装置。据消息灵通人士说：“如果不怀好意的特工想知道芯
片的真相，涂层就会剥去上面一层的电路。”
1988年举行了计算机科学专题会议，6 个月之后，人们开始再度担心日本在超
级计算机工业方面的快速发展。1988年12月6 日，“克雷”芯片的主要供应商日本
的富士通公司宣布取得了一项重要成果，它制造了一台速度极快的计算机，理论上
每秒最快能进行40亿次操作。这一速度甚至可以击败克雷最好的计算机XMP ，而XIMP
计算机当时面市还不到一年时间。国家安全局感到不安的是，日本公司可以轻而易
举地把这种运行速度极快的计算机卖给其他国家，而这些国家就可以利用这种机器
开发密码系统，从而使国家安全局破译密码计算机望尘莫及。
正当日本公司奋起直追，甚至在速度上超过美国时，在软件开发和并行处理方
面，美国超级计算机遥遥领先。富士通的计算机仅有两个处理器。克雷和ETA 的计
算机都有8 个处理器，这在某种意义上也可以说是有8 个大脑，这样它们就可以同
时对一个问题的不同方面进行处理。
西摩。克雷认为，16台处理器比8 台处理器强。数年来他一直想制造一台有16
个处理器的“克雷”3 号计算机，以证明此说。但这样做起来，既耗时又费钱。克
雷研究室由他亲手建立，但不再属于他。西摩。克雷带着200 名雇员和1 亿美元搬
到科罗拉多一斯普林斯市建立了克雷计算机有限公司，它是克雷研究室下属的一家
独资公司。按照计划，克雷计算机有限公司最终将独立。
像赛车选手的脚踩上了油门一样，克雷也加足马力，继续力争使计算机有更快
的速度。他希望突破每秒运行160 亿次的速度。作为新计算机核心部件，成千上万
块芯片不是用传统的硅片，而是用一种全新材料砷化稼制成——事情的秘密就在于
此。虽然这种物质使用时难度更大，价格更高，但电子通过新材料的运行速度比通
过硅片要快10倍。
作为“奇拍瓦福尔斯的隐士”，克雷在科罗拉多一斯普林斯他的新试验室里悄
悄地进行他的工作，而他周围的世界已经发生了变化。冷战已经结束，武器设计者
已不再购买超级计算机。里根政府耗资巨大的“星球大战”计划已由克林顿时代削
减赤字的计划所代替。由少数超大功率处理器组成的华丽外壳的克雷计算机，朝由
成千上万价格低廉的微处理器组成的大量并行计算机方向转变。就像赛车比赛一样，
原来使用的价格昂贵、手工打造的“二级方程式”赛车被迫退出跑道，改用商店里
就能买到现成的增压器和16缸化油器装配起来的廉价赛车。
在ETA 这个曾经制造出超级计算机ETA10 的公司，1989年春天的一个星期一，
当800 名雇员去上班时，发现公司大门紧闭。公司已欠下了4 亿美元的巨债。
4 年后，国际商用机器公司最终停止向史蒂夫。陈的SSI 计算机项目拨款，他
的新公司——超级计算机系统公司，被迫关门。国家安全局曾为陈提供部分资金，
他已经花了5 年时间想建造一台比世界上任何一台计算机都快100 倍的计算机。但
是由于这一发明花费过高，且成功之日又遥遥无期，最后只得停止。在公司关闭几
个月后，公司先前的一名工程师开车经过一个农场时，看见一个奇怪但颇为熟悉的
金属柱形物。走近一看，证实了他的担心：这个金属柱状物正是SSI 计算机的外部
构架，它已经被当做废铜烂铁卖掉了。
1991年，“电脑公司”把其制造的第一台大规模并行计算机——“联机CMS ”
向国家安全局交货，安全局叫它“弗罗斯特伯格”。这台机器一直用到1997年，它
的外形有些未来派的味道。黑色的立方体带有长长的闪烁红光的控制板，就好像是
“星球大战”遗留下来的装置。这台造价2500万美元的计算机刚刚安装2 年，国家
安全局就又给它增加256 个处理器，体积成为原来的2 倍。这样，“弗罗斯特伯格”
承担一项工作时，就可以把它分成512 个部分，每一部分都能同时工作，其运算速
度每秒达655 亿次，同时令人吃惊的是其内存达5000亿个单词。
1993年，“克雷”3 号计算机终于面市。其运行速度大约每秒40亿次，但没有
购买者。几乎一贫如洗的公司花了一年的时间寻找买主，终于和它的老搭档——国
家安全局达成交易。1994年8 月，安全局给克雷420 万美元，用来制造“克雷”3
号更专门的版本，用于信号处理和模式识别——也就是说用于窃听和破译密码。这
台名为“克雷”3 号或“超级可量测系统”的计算机被称为“世界超级间谍机”。
这台机器把2 台超级计算机处理器用大规模芯片连结起来，这些芯片由50万个廉价
处理器组成，均由国家安全局超级计算机研究中心设计。
但是在期待克雷获得成功的同时，国家安全局的科学家们也在机构内部进行了
一些新的设想。设想之一就是要制造一台名为“飞溅2 ”的处理器，当它与通用计
算平台相连时，其运行速度能提高到超级克雷机的水平，而费用只是克雷机的一小
部分。
当西摩。克雷在努力完成“克雷”3 号时，他也在和过去的母公司克雷研究室
进行竞争。克雷研究室正在制造代替YMP 的名为Ceqo的机器。同时，研究室一个名
为TMO 的动力室也接近完成，其运算速度每秒达600 亿次。同时，西摩。克雷希望
能用“克雷”4 号再次超越对手，“克雷”4 号预计1996年制造出来。
截至1994年秋，制造“克雷”4 号的工作进展出人意外的顺利。克雷计算机公
司预计在1995年初完成这台计算机。这台机器比“克雷”3 号功率提高1 倍而费用
只是它的1 ／5.计划退休的西摩。克雷甚至谈到在退休前制造出“克雷”5 号和
“克雷”6 号。这就是为什么当人们看到警方的封条时感到非常的震惊。1995年3
月24日早晨，雇员们来公司上班时，他们看到警方把公司的门用封条封了起来。起
初人们感到很迷惑，但是当他们看到旗杆上升起的白旗时，明白这个有着无数想法
的人也破产了。
一向乐观的西摩。克雷把几个他最忠实的追随者召集在一起，大家拿出自己银
行账户里的钱凑了一笔款子，成立“西摩。罗格。克雷计算机公司”。克雷觉得
“从头做起”更自由。他认为这是一次机会，他希望通过制造首台每秒运行万亿次
的超级计算机，能最终跨越速度这一障碍，每秒钟运算万亿次的速度，要比“克雷”
1 号计算机快12000 倍。
但是对手不期而至。1996年春天，甚至连美国政府也不理解克雷公司，转而与
日本计算机巨头日本电气公司签订了价值3500万美元的合同，用于购买有128 个处
理器的SX4 超级计算机。sx一将用于“国家大气层研究中心”。国家安全局很着急，
因为澳大利亚、加拿大、英国及其他国家的气象中心正在安装相应的系统，这些系
统至1998年1 月能达到每秒200 至800 亿次的运算速度。安全局认为克雷研究室不
能生产出速度如此之快的计算机。气象中心的头儿威廉。布兹比说：“克雷研究室
之所以失去这次采购机会，简单地说，是他们提供的机器国具有技术上的风险而不
能令人接受。”
其他人也认为，尽管有不屈不挠的蛮干精神和没完没了提高机器运行速度的许
诺，但最终克雷再也不能取得以前的骄人成绩了。“硅图形显示有限公司”系统技
术主任约翰。马舍耶说：“因为规则改变了，所以克雷计算机再也不能取得成功，
这是不争的事实。这就像观看你喜爱的四分卫球员的比赛，这位曾多次赢得超级杯
赛的球员，1976年以后就再没赢过。他的膝盖都已破裂变形，看着他被那些体重300
磅的队员擒抱摔倒，你会觉得非常残酷。尽管他不断地摔倒爬起来，但看他比赛真
是折磨人。你真希望他见好就收。”
几个月后，克雷驾车从一家软件商店返回时，另一辆车撞上了他的黑色豪华切
诺基，车翻了三个跟头，克雷也受了重伤，一直神志不清，两星期之后，即1996年
10月5 日，这位曾亲手制造出世界上最快的计算机，做事像工艺精湛的瑞士钟表工
一样一丝不苟、性格腼腆、行为怪异的人，最终与世长辞。他的骨灰撒在了科罗拉
多陡峭的山峰和灰暗的山谷中。在他生命的最后几年，这些山峰和山谷曾给他带来
灵感，并默默地安慰过他。一位计算机专家说：“在个人电脑把‘兆浮点运算’这
个概念带到大众面前之前，克雷在计算机工业中的角色就像摇滚乐歌星一样耀眼夺
目。” 令人遗憾的是，在克雷死前数月，他亲手在威斯康星州奇珀瓦福尔斯建立的心
爱的公司也夭折了。由于财政危机，公司被迫裁员近1 ／4 ，“克雷研究公司”也
与其断交。公司由“硅图形显示有限公司”接手——这是一家加利福尼亚高性能工
作站的制造商，这种机器成为克雷公司最大的竞争对手。一位市场分析家不无留恋
地说：“克雷是超级计算机市场在20世纪80年代和90年代竞争中的最后一位代表人
物。在20世纪80年代和90年代超级计算机大战中，他一直遥遥领先，没人能超过他。”
事实上，有一个人可与之媲美。由于政策改革和西摩。克雷死去，只剩下这一
个人要同一大批“微处理机杀手”即大规模并行微处理器来斗争了。大规模并行微
处理器使投资巨大、性能极高的超级计算机濒于灭绝。伯顿。史密斯是一位身材高
大，头发有些凌乱，满脑子唐吉河德式梦想的人。他的公司名为“太拉计算机公司”。
1997年，他们公司制造的机器创造了挑选整数的世界记录，使这一领域的许多人惊
讶不已。伯顿通过减少把新数据放到处理器上的等候时间来提高速度。伯顿认为，
计算机短期理论上达到的“峰值”速度与长期“持续”速度中间有一个间隔，减少
这段间隔时间能克服大功率计算的致命的弱点。
毫无疑问，史密斯也想把机器卖给国家安全局，这种机器的价值是4000万美元。
史密斯曾在国家安全局超级计算机研究中心工作过3 年。1988年，他离开国家安全
局，成立“太拉”公司。事实上，他的早期资金都来自国家安全局的合作伙伴：国
防高级研究计划局。
一位“高级情报官员”受到史密斯研究的鼓舞，他会见“圣地亚哥超级计算机
中心”主任锡德。卡林时，让他帮助并支持“太拉”公司。这位情报官员告诉卡林
：“像伯顿。史密斯和西摩。克雷这样富有革新精神的设计者已为数不多，他们需
要扶植。”这样，1988年，史密斯在“圣地亚哥中心”建立了他的第一个系统。
然而仍然有一些人对史密斯持怀疑态度。一位著名计算机设计者认为，太拉系
统是“伯顿的荒唐之举。”甚至史密斯也承认：“大多数人都认为我们疯了。”但
仍有一位观察者指出：“伯顿。史密斯是绝无仅有的。”
随着超级计算机企业开始破产，国家安全局也越来越担心，因为数十年来，安
全局秘密承担了这一行业的大部分费用；密码破译机需要大量计算机为其提供动力。
现在安全局官员看“硅图形显示有限公司”，就像旁观者看慢动作的汽车事故。公
司在经过一年半的运行后，处于一片混乱中。“硅图形显示有限公司”向外公布说，
公司损失已达5000万美元。一位公司资深首席执行官辞职，而在3 年前，公司还利
用计算机图形显示技术制作了电影《侏罗纪公园》。一位记者不无讽刺地说：“公
司恐怕也面临像恐龙绝种一样的危险了。”
到1999年，“硅图形显示有限公司”一直在艰难度日，就像一名拳击手，挣扎
着在最后1 秒钟站起来一样。公司股票跌幅超过20％，另一名公司首席执行官也离
开了。据说公司还要裁减3000个职位，另外还要将克雷超级计算机部门剥离出去。
国家安全局担心的是：他们已经和公司签订合同，制造最新的超级计算机“克雷”
SVZ.于是做出了打开现金出纳机抽屉的决定。国家安全局首席科学家乔治。科特说
：“美国一定要在超级计算机领域保持长期领先地位。在保护国家安全利益方面，
这些大功率计算机起着非常重要的作用。为此，美国政府肯定会支持‘硅图形显示
有限公司’的‘克雷’SVZ 计划。”
同时，科特指出，国家安全局当前最迫切的需要是继续类似超级计算机的合作
项目。他说：“政府的支持说明，要开发高端计算关键技术，政企的长期合作十分
必要。SVZ 的研制中所使用的技术就包括与美国政府共同开发。这样就在很大程度
上把专门设计的高端处理器与目前”克雷“超级计算机公司所能提供的高速记忆存
取结合起来。”这一新的系统使国家安全局超级计算机在储存带宽，互联及向量处
理方面达到一个空前的水平。其峰值速度估计为几十万亿浮点运算次数，比任何一
台现有的超级计算机都快。
2000年超级计算机业又恢复原状，像两个在赛马场输光钱的赌徒，把零钱凑在
一起准备孤注一掷一样。伯顿一史密斯的“大拉计算机公司”，从“硅图形显示有
限公司”手中买下了克雷公司，对于国家安全局来说，这是个好消息。有消息说，
安全局介人了这件事，“因为安全局要求至少有一家美国公司能够制造超出多数客
户需要，性能最优良的超级计算机”。继续为安全局制造的SVZ 计算机，预计在2002
年完成。
同时，克雷公司着手与国防部签订一个新的合同，对“克雷”ThE1200 超级计
算机进行升级。这台新机器在原有的272 个处理器的基础上，又增加了816 个处理
器，这是迄今为止的最大的克雷系统，这1088个处理器使运行速度达到每秒1.3 万
亿次。在西摩。克雷死后4 年，这台以他的名字命名的机器终于克服了万亿这个时
间障碍。
尽管有这些令人鼓舞的迹象，但超级计算机的发展不景气使许多人认为，国家
安全局应该从有风险的外部世界重新回到神秘城的黑色计算机实验室。
1997年2 月，当第一台超级计算机从OPSI号地下室出来时，大规模的大脑移植
开始了。这台机器的目的地是隐藏在神秘城树木茂盛的一角的“托德拉”超级计算
机中心的顶楼。一年多以后，最后一台超级计算机也非常小心地安装到位，由一条
秘密的光纤中枢与一英里之外的安全局主机相连。当这些操作完成后，国家安全局
就拥有了世界上功率最大的电脑。
“托德拉”超级计算机中心浓荫环抱，警卫森严，设有双重围栏和混凝土路障。
中心坐落在神秘城的瑞姆路上，这条路是以国家安全局第四任副局长的名字来命名
的。这座占地183000平方英尺的中心几乎没有窗户，它的外墙用好看的浅色瓷漆金
属板来装饰。一楼安装的是生命保障设备，一个有8000吨重的冷却水车间，机械和
电气保障设施和29兆伏安的电力，足以提供半个安纳波利斯市所需用电量。
顶楼5 间屋子里除其他设施外设有计算机操作指挥中心，那里有大约150000盘
磁带，这些磁带是从神秘城的“筒形仓库”中运来的。像“克雷”YMpEL 计算机和
“硅图形显示功率挑战”计算机这样的超级计算机都放在了这一楼层的其余地方。
1999年还安装了新的IBM RS／6000SS机，这种速度更快的系统版本可以驱动超级计
算机“深蓝”。1997年，“深蓝”在苦战6 局后赢了象棋大师加里。卡什帕罗夫。
国际商用机器公司新的“动力”3 型微处理器可以提供更大的驱动力和更快的速度。
它每秒能完成20亿个指令——是“动力2 型超级芯片”的2 倍多。这种计算机是国
际商用机器公司称做“深度计算”系统的中心。它的主要用途就是“采集数据”，
通过搜寻大量数据，比如截获的通讯或复杂的密码系统等，然后找出答案。国际商
用机器公司的执行官戴维。图雷克说：“RS／6000SP机可让你随时进行超级计算。”
“12角形的自动盒式磁带系统”可把大量的情报输入输出超级计算机，它就像
一台极好的自动唱机。这台机器好像一间小房子，重4 吨多，高速存储装置可容纳
6000个微型磁带，也就是总共300 万亿字节的情报——这相当于1500亿页的文本。
据国家安全局说，这一数字还相当于150 万年的《华尔街日报》，把这些报纸连起
来可绕地球3000圈，按11本一摞组成一道墙可以从纽约城一直铺到洛杉矾。
自动控制装置的杆上有两台照相机和一只“手”，照相机先找到所要查找的磁
带盒编号，然后用“手”把磁带盒放到所要检索的区域，这样就可以得到所需要的
磁带，装置的杆在计算机上把磁带移进移出的速度是每小时450 次。
国家安全局非常需要有这样一个系统来处理存储的情报。为了存储从世界各地
窃听站源源不断输送的大量数据，国家安全局几年前就与“E 系统”公司秘密寻找
解决办法。最后提出的办法是把如电话亭大小的计算机串联起来，这样系统就能存
储5 万亿页的文本，这叠纸摞起来高达150 英里。再加上一个新的检索系统，任何
情报都能迅速存取。
由于超级计算机工业摇摇欲坠，国家安全局建立了一个绝密中心，用于开发自
己的机密的计算机，这个中心就是“超级计算机研究中心”。1984年成立时是为了
在计算机性能方面赶超世界上其他国家，像30年前的“闪电计划”一样。只不过这
次工作完全是在绝密的情况下完成的。据当时的国家安全局局长，林肯。福勒中将
说，“超级计算机研究中心‘的主要目标是制造出比目前计算机快10000 倍的新一
代计算机。
并行处理规则系统等课题的研究已花费了成百上千万美元，这些研究可以使计
算机具有超级速度，来破译功率日益增大的外国密码系统。同时，“超级计算机研
究中心”将要研制出来的密码系统把那些有敌意的密码破译者远远抛在后面。“超
级计算机研究中心”所做的研究几乎或从不公诸于众，但国家安全局制造的计算机
无疑是世界上速度最快、功率最大的计算机，在竞争中遥遥领先。
“超级计算机研究中心”建在马里兰大学的科技中心，它占地20英亩，耗资1200
万美元。中心由隶属国防分析研究所的通信研究部门管理。40多年来，通信研究部
门一直主管着国家安全局自己的高度机密的智囊团。1958年，艾森豪威尔总统批准
成立这个研究部门，它原名为国家安全局研究所，其目的是要进行一个长期的有关
数学与统计方面问题的高级研究。这些问题关系到国家安全局的密码破译和窃听活
动。研究所还执行了一个特殊的夏令计划，把学术界的人员召集起来，然后将这些
人介绍给密码学界的人士。
1965年，研究所曾一度开发出一种独一无二的密码破译机，取得了巨大成功。
1965年，国家安全局的一份秘密报告说：“这种设备，就其本身而言，说明到目前
为止用在研究所上的钱没有白花。”
研究所建立初期的所长是巴克利。罗瑟博士，他是威斯康星大学的数学教授，
以研究符号逻辑和数论著称。艾德里安。阿伯特博士是芝加哥大学物理科学系的主
任，也是线性代数和数论方面的专家，他于1961年接任所长一职。
最初，国家安全局研究所坐落在普林斯顿大学校园后边的高墙内，但由于20世
纪60年代出现的反战抗议活动，安全局出于保密和安全考虑，把研究所移到一个四
四方方、三层砖结构的大楼里，藏到了一个远离校园与世隔绝的树木茂盛的地区。
这座神秘的大楼只有第三层有窗户，而且大楼也没标出名称或居民的性质。最后，
为了进一步掩盖与国家安全局的关系，研究所更名为“通信与计算中心‘，专门从
事机密密码破译和研究窃听学科，诸如：秘密数学、秘密计算、言语研究、特殊信
号处理技术等，中心也被称为IDAMI.1994年收到3400万美元资金，雇用技术人员149
名。
除了超级计算机研究中心，国家安全局还有一个物理科学实验室，它是安全局
技术处的一部分。与国家安全局研究所一样，物理科学实验室也成立于20世纪50年
代，当时国家安全局科学顾问委员会认为，安全局应该建立一个“世界学术界和物
理科学研究的窗口”。结果，安全局和马里兰州大学合作创建物理科学实验室，房
屋建在与称做学院园的校园毗邻的地方。
1992年，物理科学实验室搬到一座新的难以形容的面积63500 平方英尺的大楼
里。大楼坐落在学院公园的绿茵路上。这座大楼每年向学校交480000美元租金，它
位于驼鹿园附近，没人注意它，而且在校园电话簿里也找不到它。“我们不知道他
们是干什么的。”大楼隔壁兽医中心的管理人员说。
实验室的建设耗资1090万美元，极为先进的技术使国家安全局的窃听技术有了
突飞猛进的发展。利用磁性显微术能够对磁带上的细微磁道进行研究，而且大大加
强了数据的存储密度，这样一来，窃听人员就可以将更多的对话录人录音机中。计
算机运行速度的提高也非常关键。为提高计算机运行速度，物理科学实验拥有性能
优良的分子束外延设备，用来开发微型激光器、光学放大器和其他用砷化银做成的
零部件。但是速度与热量是划等号的，因此物理科学实验室也开发了人造钻石技术
来处理这个问题。人造钻石要比铜在导热方面并行率高出许多倍，但比真钻石便宜
得多。比如说一个镶嵌在普通陶瓷上面的集成电路，处在室温时可达87℃，而镶嵌
人造钻石的集成电路温度是54℃，这一温度可以使国家安全局的密码破译机在相对
低的温度下工作，而速度更快。
速度不仅与热量划等号，也等同于大量数据的存储。由于越来越多的使用占内
存空间很大的多媒体文件和要使更多的客户得到资料，这一问题变得更加突出。问
题的解决办法之一是实施“大型海洋水族馆”计划，它第一次实现了自动存储国家
安全局多媒体信号情报的目标。
同时，“大型海洋水族馆”计划使情报检索和分送现代化了。原先每一个间谍
机构都精心地把情报放到一个安全地方保护起来，而今天要“资源共享”。借助
“大型海洋水族馆”计划，国家安全局的秘密不仅可以通过自己的内部“网络世界”
进行检索与分送，而且整个情报系统还可以通过像“Intelink”这样的绝密程序进
行检索。
由于国家安全局数据存储海的深度及广度均有限，借助更新的办法，科学家们
正在缩减流人的信息河的宽度。前景最被看好的方法是显微镜磁石，它只有一个分
子大小。施乐复印机公司的科学家认为，这种由锰、氧、碳和氢组成的磁石的存储
密度，比现在存储系统大上千倍甚至上百万倍。专家们认为利用这种像分子一样大
的磁石，某一天能存储成百的千亿字节的数据，相当于成百万的打印页面，而大小
只如一个大头针的头部。
到2001年，国家安全局的磁带和磁盘的存储密度已接近每平方英寸100 亿字节，
相当于50万隔行打印机的页面。但是如果塞人的数据越多，就越难抹掉，而且会把
秘密泄露出去。为此，国家安全局物理科学实验室另外一个主要研究领域是，通过
探索数据存储与消除的微观特性，来找到更有效的办法清除旧磁带及硬盘内存储的
机密。计算机专家西姆森。加芬克尔说，在硬盘上即使很小的部分也还能含有相当
多的信息。比如，一个60亿字节的硬盘，1 ／16平方英寸的地方就能容纳750000个
字节，相当于一本300 页的书。加芬克尔说：“一个间谍完全可以把硬盘拿走，把
它弄碎，然后取出里面存的数据。”为了解决这一问题，国家安全局开发研制了一
种驱动控制磁盘清洁装置，它与主要的磁盘部件相连，这样就能完全消除磁盘和驱
动器用过的机密情报。
在国家安全局超级计算机研究中心，展开研制最快计算机的秘密竞赛有些超尘
脱俗。1994年和1995年，国家安全局的科学家参加了一系列关于探索计算机技术跨
越式发展可能性的会议，目标是在20年内实现每秒运行从10亿到万亿，最终达到10
的15次方。
国家安全局关于实现每秒运算速度超过10的15次方的目标的想法之—，就是在
存储芯片中安插处理器。存储芯片中处理器即PIM ，能有效地减少电子信号从处理
器到各存储芯片的运行时间。这些PIM 芯片正由安全局的“特别处理实验室”制造
生产。
到2001年，超级计算机早已经超越了10的12次方，正接近10的15次方的速度，
届时，时间将以毫微微秒来计算。这是迄今科学上所知的最短时间。以如此的速度，
机器就能打出一连串监听的密码原文，而每秒10的15次方的速度瞬间就能把问题解
决。科学家们原来预计要想达到这个速度可能要到2010年某一时刻，但国际商用机
器公司试图用绰号为“蓝色基因”的超级计算机把时间缩短一半。 在2000年到2005年的5 年多时间里，这个公司计划制造世界上最快的计算机—
—比现有的任何计算机都快500 倍。一份报告说：“这种机器将会消耗大量电能，
散发出的热量如此之多，以致要用像喷气机的发动机大小的燃气涡轮机来冷却。”
据公司说，与现今世界上40台最快超级计算机的功率总和相比，这台计算机还要大
40倍，是现有最快台式电脑功率的200 万倍。
虽然国家安全局很可能秘密地成为国际商用机器公司的客户，但是“蓝色基因”
的最终目标就是为了解决与国家安全局不同的各种各样的难题。“蓝色基因”独一
无二的目标是，用一种独特的形状来模仿人类蛋白质的组成方式，因为发现蛋白质
分子性能很重要。从某种意义上来说，“蓝色基因”有点像国家安全局原来使用的
破译一种特定的密码系统的“快速分析机”。
“蓝色基因”建成后，将由高6 英尺的64座计算塔组成，占地长、宽各为40英
尺。里面将有令人难以想象的100 万台处理器。它的目标是达到每秒运行10的15次
方。
当国家安全局真的实现10的15次方这一目标时，它是不会让外界知道这件事的。
到2005年，超级计算机研究中心经过了高度的专业化发展，很可能要开发每秒运行
10的18次方的计算机，甚至每秒运行10的24次方的计算机。超过这个限度的数字还
没有为其定名。一位安全局负责技术的资深人员惊奇地说：“它是世界上最大的‘
玩具盒’，在任何事情上他们总能制造出他们所要的。”
以10的18次方次以上的运行速度运算简直是难以想象。关键的问题是如何使其
微型化。到20世纪90年代中期，国家安全局特殊处理实验室已经缩小了晶体管的尺
寸，70个晶体管也就相当于一根头发的粗细。国家安全局也正在尝试开发新一代芯
片，它是通过离子撞击感光材料的方法来蚀刻极微小的电路。用离子束可以代替传
统光束制造出更小、更复杂，也是效率更高的芯片。
20世纪90年代后期，国家安全局实现了突破性进展，它使超级计算机的尺寸缩
小到家用电冰箱的大小。最终将其缩小到一个手提箱大小，但其运行速度却提高了
10％。1999年，国家安全局和国防高级研究所共同合作证明可以把超级计算机做成
一面为6 平方英寸的立方体，小到可以装到大衣口袋里。它的电路主要是用钻石做
成的多芯片组件组成，用气雾剂来冷却系统产生的2500瓦热量。
要达到10的18次方的速度，计算机的零件——甚至计算机本身一可能需要到原
子，甚至亚原子粒子大小。在超级电子计算机研究中心，寻找更新更快的办法闯入
加密系统的科学家们已转向量子计算。这就需要研究原子结构这一微观世界的内部
联系和寻找出利用原子来完成各种各样不同任务的办法，从而把计算机的运行速度
提高到一个令人难以想象的程度。
国家安全局对量子计算的浓厚兴趣可追溯到1994年，当时，贝尔实验室与国家
安全局保持秘密联系的数学家彼得。肖尔发现了这一新的科学事物在破译密码方面
具有的优势。从那时起，国家安全局每年拿出400 万美元，在许多大学资助这一研
究，并另外出资由官方实验室从事这方面的研究。
由于运行速度快，量子计算机就可以解开大量的素数，这些素数对于许多加密
系统来说是“密码口令”。普通超级计算机能分解的最大数字为140 位。但据另一
位使用量子计算的贝尔实验室科学家洛夫。格罗弗说，量子计算分解140 位长的数
字比目前的速度快10亿倍。格罗弗说：“至少在理论上量子计算的前景令人大为惊
叹……是个在半小时之内可以把互联网的每个角落都搜索一遍的搜索引擎。是个‘
暴力’解码机，可以在5 分钟内解开按‘数据编码标准’（银行和多数企业都使用
这种编码标准）传输的信息。”
量子计算机也可以加速破译大量的截获通讯数据——国家安全局说它像一个
“扫描器”——能够找到每一个关键的字、词，如果幸运的话，甚至可以有“惊人
的发现”。“惊人的发现”往往在所破译的密码系统中很反常，有时甚至难以捉摸。
比如说，它可能是俄国的密码程序中的纸漏之处，或是硬件不完善，甚至传输程序
混乱等问题。一旦发现了诸如此类的差错，国家安全局的密码破译员就可以用这种
大功率的“暴力”解码机来去其糟粕取其精华。
1998年4 月，量子计算研究取得了突破性进展。麻省理工学院、国际商用机器
公司、巴克利的加利福尼亚大学伯克利分校、英国牛津大学等研究人员宣布他们已
经成功制造出可用的量子计算机，计算机的处理器由在氯仿中酿出的大堆氢原子和
氯原子组成。数字转换使用的是最小的信息单位量子二进制。传统的计算机是M 进
制，用0 或1 来表示。而量子M 进制则可以同时使用二者。量子计算机不再只是黑
白两色，而将变得五颜六色。
约翰。马尔科尔曾长时间为《纽约时报》追踪报道这一事件。据他说，1999年
7 月可以算做另一个里程碑。在惠普公司和洛杉矾加利福尼亚大学的研究人员宣布，
他们已成功地制造出电子逻辑门的雏形——这是计算用的一个基本部件一其厚度仅
为一个分子大。4 个月后，惠普公司的科学家说他们又取得了另一个突破，他们制
造的超微型导线，粗细还不到12个原子。
用普通术语解释，量子计算机就是一种能同时进行很多超高速运算的机器。现
今，要想打开或锁上一个复杂的密码系统，不像过去超级计算机要一个接一个去试
10的15次方个不同的钥匙，用量子计算机可以同时去试这些钥匙。物理学家预测，
有一天这种机器要比现今所用的功率最大的超大型级计算机都快上千倍，甚至上百
万倍。
对此发现，神秘城的密码破译员们奔走相告。在洛斯阿拉莫斯，国家安全局秘
密资助的量子研究小组领导人里查德。休斯补充说：“这是很重要的一步。更有趣
的是，人们通过量子计算机找到了最简单的算法。”
另一个参与分子电子学研究的是国防高级研究计划局，这个国家安全局的长期
合作伙伴对于推动计算方法的改进也助了一臂之力。在国防高级研究计划局工作的
科学家们最近预测能把只有一层厚的小分子群制作成转换器和晶体管。他们认为，
通过这样的发展，将来计算机比现在最快的PC机快千亿倍。赖斯大学化学教授、致
力于分子规模研究的詹姆斯。图尔说：“可以想象，一台分子计算机所装有的晶体
管比世界上所有计算机装的晶体管都多”。
然而，在城的另一边，编写密码的人们听到这个消息则持谨慎的欢迎态度，他
们担心如果某一国家发现如何利用量子计算的功率和速度，而美国还没有开发相应
的防御措施，那么很可能会对国家安全局强大的密码系统构成潜在威胁。1999年，
日本电气公司已在研制量子二进位固态装置上取得了很大发展。日本电气公司的曾
根淳一说：“我们已在固态集成量子门上取得很大发展，如果用目前的超级计算机，
把200 位的数字分解成因子要用万亿年的时间，而现在用量子计算机只用不到一个
小时即可。”和量子计算机一样让人感兴趣的是，在20世纪90年代中期，国家安全
