第516章 量子芯片

量子计算机和传统计算机的本质区别，其实就在于信息处理的基本单元。

传统的计算机计算用的是比特，每个比特在同一时刻只能是零或者是一，所有计算都建立在这个二值逻辑的基础上。

而量子计算机则是用的量子比特，主要是利用量子叠加和量子纠缠，一个量子比特可以同时处于零和一的叠加态，这种并行性让量子计算机在处理某些特定类型的问题时拥有传统计算机无法企及的优势。

理论上，当量子比特数量足够多、错误率足够低的时候，通用量子计算机甚至可以模拟任何物理系统——从分子级别的化学反应到星际介质的分布，从引力场中的时空弯曲到等离子体在磁约束下的演化轨迹……

所有。

可以毫不夸张地说，只要拥有一台量子计算机，你可以做所有你脑海之中想象到的实验，无论它多么天方夜谭，而且，这个成本相较于实际的实验，几乎可以说是微乎其微。

这也就难怪国内外那么多科技巨头全都在死磕这个项目了，因为拥有了它，就相当于拥有了绝对的领先优势。

不过，理论归理论，现实中的量子计算机离这个目标还差得很远呢。

目前全球最先进的量子处理器，以谷歌的悬铃木和IBM的鱼鹰为代表，分别做到了几十个和上百个量子比特的规模。

这些机器在特定的基准测试中展现出了超越传统超算的计算能力，但是，这种优势仅限于极少数经过精心设计的算法验证场景。

真正限制量子计算走向通用的核心瓶颈有三个：

第一个是量子退相干，量子比特的量子态极其脆弱，任何来自环境的微小扰动都会导致量子信息在极短的时间内丢失，目前最先进的超导量子比特相干时间也只能维持几百微秒。

第二个则是量子纠错的高冗余低效率，为了对抗退相干，需要对量子信息进行纠错编码，一个逻辑量子比特往往需要十几个甚至几十个物理量子比特来保护，导致实际可用的逻辑比特数量极为有限。

而第三个就是量子集群的全对全通信瓶颈了。当量子比特数量增长到实用规模的时候，量子比特之间的互联通信复杂度会呈指数级增长，传统的全对全互连架构在超过一定规模之后，物理上是无法实现的。

不过，这些在肖宿看来都不是不能攻破的。

毕竟，到现在为止，他已经完成了数论、几何、流体力学、高能物理、材料逆向设计、密码学、人工智能七大领域的底层理论重构了，手里还握着《数学原理》、NS方程全解、杨-米尔斯质量间隙证明、黎曼猜想证明、哥德巴赫猜想几何证明、抗量子密码框架、材料逆向设计模型等等可以利用的工具，制造量子计算机的很多问题都能够得到解决。

比如量子退相干，虽然这个问题已经难倒了许多攀登这座高峰的人，但是，它本质上就是一个开放量子系统在非马尔可夫噪声环境下的退相干过程而已。

如果用量子态在希尔伯特空间中的和乐群约束来处理，不需要硬性地对抗噪声，而是让量子态本身被锁定在一条极小能量轨迹上，像他在NS方程中处理涡量涨落一样，通过几何约束就能让退相干路径自动关闭了。

而量子纠错的高冗余问题，则可以通过商空间降维把纠错码的编码空间从高维映射到低维有效空间，在编码效率上实现量级突破。

至于量子集群的通信瓶颈就更简单了，他之前已经在天河超算上用LSH-谱划分架构彻底解决过一次了，直接移植过来就可以了。

肖宿靠在椅背上，左手托着下巴，眉眼沉静。

也就是说，目前来看，制造量子计算机所需要的理论方法是全备的，问题只在于如何制作了。

不过，肖宿仔细一想，觉得这样还是有缺陷。

按照现在的量子计算机架构来做，解决这些瓶颈确实可以大幅提升算力，但想要模拟一个完整的物理世界，依靠现在这样的做法还是不行的，还需要更多的东西。

周文长笔记里那些天马行空的构想让他更深地理解了星际航行的复杂性，也让他意识到量子计算还需要一个更强大、更精准的模拟框架来支撑后续的研发。

宇宙的模拟需要同时处理引力场、电磁场、强相互作用和弱相互作用在时空演化中的耦合效应，需要在同样的数学框架下描绘从微观粒子到宏观星系的全部物理过程。

普通的量子计算机可以做到，但是肯定会有所掣肘。

肖宿的大脑飞速运转，思考着如果将现有的数学理论全部融入这台计算机的底层架构，需要怎样重新规划整个量子计算框架的蓝图。

很快，他拿起一支笔，在纸上快速记录下了自己的想法。

一个完整的研究架构随着他的笔尖移动逐渐显形，很快铺满了桌面。

他放下笔，看着纸上密密麻麻但条理清晰的推导路径，又抬头看了看白板上那幅巨大的飞船图纸，突然笑了一下。

按照这个速度，用不了多久，他就能把飞船做出来给顾叔叔看了。

而现在，他要开始做第一件事了，那就是——制造量子芯片。


　　(https://www.lewenn.net/lw58069/47616157.html)


1秒记住乐文小说网：www.lewenn.net。手机版阅读网址：m.lewenn.net