眾所周知。
光刻機(jī)很重要，因為它可以在芯片上刻下電路，然后放置晶體管，從功能上來說，就是一個開關(guān)。結(jié)合半導(dǎo)體的特性，實現(xiàn)阻擋或允許電流通過。
這兩種不同信號，便組成了數(shù)據(jù)，即——比特。
對于傳統(tǒng)計算機(jī)數(shù)據(jù)來說，比特只有兩種，代表不允許電流通過的“0”，和代表允許電流通過的“1”。無數(shù)個0和1，就組成了成千上萬的數(shù)據(jù)。CPU中的制程越小，容下的比特越多，數(shù)據(jù)表達(dá)越快，運算速度自然也越快。所以芯片才不斷追求更小的納米制程，從14nm到7nm到5nm再到現(xiàn)在的3nm。
但到了3nm之后，幾乎就達(dá)到了物理極限了，因為再小下去，量子力學(xué)就開始凸顯，會發(fā)生一種神奇的現(xiàn)象——量子隧道效應(yīng)。
說到這個量子隧道效應(yīng)。
就要知道物理是什么科學(xué)，物理是描述物質(zhì)運動規(guī)律和物質(zhì)結(jié)構(gòu)的學(xué)科。
譬如我們在宏觀世界描述一個人的位置，我們會用物理語言去描述他——此人在某時某地出現(xiàn)并以多大速度向什么方向運動，這樣就給出了這個人的確定性。
如果要用數(shù)學(xué)語言去描述，那么就是——此人在這里的概率是100%，不在這里的概率是0%，十分確定。
對應(yīng)的修辭語言就是——此人“必然”出現(xiàn)在某地，和“絕無可能”出現(xiàn)在其它地方。
然而在微觀世界，一切都將發(fā)生變化，我們再也不能給出一個粒子的確定性描述，我們再也不能預(yù)測這個粒子出現(xiàn)的位置，只能預(yù)測它出現(xiàn)在這個位置的概率。
譬如電子在原子中的位置，我們就無法確定。
用數(shù)學(xué)語言去描述，就是——這個電子出現(xiàn)在這里的概率不為0%，但也不為100%，只是它所有位置出現(xiàn)的概率加起來，一定是1，表示它的確在原子中，但有可能出現(xiàn)任何位置。所以你再去描述電子的位置時，就不能用“必然”和“絕無可能”，而是用“一切皆有可能”。
于是，就產(chǎn)生了量子隧道效應(yīng)。
讓一個只能跳1.9m高的人，跳過2m高的墻，那么他“必然”跳不過去，你觀察一萬次，他還是跳不過去。
然而讓一個只能跳1.9nm高的電子，跳過2nm高的墻，那么它就不再是“必然”跳不過去，而是“有一定可能”跳過去。你對這個電子觀察一萬次，總會發(fā)現(xiàn)有那么幾次，電子竟然跳過去了。仿佛這個電子可以在墻上打洞，然后以一定的概率鉆過去一樣。
電子是在原子中通行。
原子的大小通常在零點幾納米左右。
所以當(dāng)CPU的納米制程繼續(xù)深入，達(dá)到2nm、1nm乃至更小的時候，一個晶體管可能就是幾個原子鋪在一起的大小。
量子隧道效應(yīng)這時候就開始發(fā)生，明明應(yīng)該擋住一個電子通過的晶體管，卻忽然擋不住了。表達(dá)0的比特，忽然變成了表達(dá)1的比特，0和1顛倒，數(shù)據(jù)表達(dá)錯誤，計算結(jié)果也會立刻發(fā)生錯誤。
這就是傳統(tǒng)計算機(jī)達(dá)到極限，必須轉(zhuǎn)向量子計算機(jī)的原因。
……
聽完一位凝聚態(tài)大牛的報告。
杜恪夾著一本筆記，跟隨人群一起離開，在他身旁的是一位頭發(fā)都快花白的年老科學(xué)家。
“Charles教授，您是量子領(lǐng)域的專家，參與過懸鈴木量子計算機(jī)的開發(fā)，你能介紹一下目前為止，谷歌有解決16量子位以上的量子糾錯嗎？”
Charles教授攤了攤手：“我們在53量子位基礎(chǔ)上，尋求更多進(jìn)行量子糾錯，但是量子糾纏態(tài)非常脆弱，即便我們多次編寫糾錯碼，依然難以將所有的錯誤糾正……”
這位Charles教授，是IBM研發(fā)中心物理學(xué)家，量子密碼學(xué)三巨頭之一，現(xiàn)代量子信息理論的創(chuàng)始人之一，通信領(lǐng)域最高獎-香農(nóng)獎得主。
要如何形容他的牛叉呢，大概潘校長在他面前，立刻就從大犇降為大牛。
杜恪與Charles教授一邊向餐廳走去，一邊閑聊：“那么您認(rèn)為利用分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)，在一個強(qiáng)關(guān)聯(lián)系統(tǒng)中，是否可以實現(xiàn)對電子量子糾纏太的約束？”
“我有在你的演講中聽到這個方案，不過這是拓?fù)鋵W(xué)的內(nèi)容，我對此研究并不多……但這的確是我們解決量子糾纏誤差的重要途徑。”
電子有兩種自旋，自旋向上或自旋向下，那么在量子計算機(jī)中，可以用自旋向上表達(dá)“0”，自旋向下表達(dá)“1”，而量子疊加態(tài)告訴我們，一個電子可以同時處在“0”和“1”的疊加態(tài)。
這樣，我們用兩個電子糾纏在一起，就可以表達(dá)四種狀態(tài)——“00”、“01”、“10”和“11”。
如果是三個電子糾纏在一起，就能表達(dá)“000”到“111”八種狀態(tài)；如果是四個電子糾纏在一起，就能表達(dá)“0000”到“1111”十六種狀態(tài)。
以此類推，N個電子糾纏在一起，就能表達(dá)2的N次方種狀態(tài)，并對應(yīng)這么多個信號。谷歌開發(fā)的懸鈴木量子計算機(jī)，就是53量子位，用53個量子比特，表達(dá)2的53次方個信息。
量子計算機(jī)不需要那么多0和1的比特去排列，只用53個量子比特搞定一切，計算能力可想而知。
當(dāng)然具體運算十分復(fù)雜，在某些簡單運算中，復(fù)雜的量子糾纏態(tài)，反而沒有傳統(tǒng)計算機(jī)運算快。但是在保密程度上，以及對并行場景的計算中，量子計算機(jī)非常強(qiáng)大。
就好比傳統(tǒng)計算機(jī)一口一口吃飯再去計算，五十年后終于計算出來某個結(jié)果；量子計算機(jī)，一口氣把五十年的飯吃光，然后立刻給你一個計算結(jié)果。53量子位的懸鈴木量子計算機(jī)，基本已經(jīng)達(dá)到超算的水準(zhǔn)，每提升一位，計算能力都是指數(shù)級增長，秒殺超算輕輕松松。
但量子糾纏態(tài)很脆弱，容易崩潰，一旦崩潰……
就要糾錯。
量子位越多，崩潰越厲害，糾錯也就越難，這大大制約了量子計算機(jī)的發(fā)展。
……
和Charles教授一路聊到餐廳里，杜恪還不盡興，難得與量子通信巨頭交流，自然要多聊一會。不過很快他就發(fā)現(xiàn)自己的助理田瀾走了過來。
“老板，ASML的總裁約您見面，他就在海邊公園附近的三只鳥餐廳等著。”
“ASML總裁？”杜恪挑眉，“找我什么事？”
“他沒有說。”
杜恪想了想，說道：“那就去見一面吧。”
【精彩東方文學(xué) www.nuodawy.com】 提供武動乾坤等作品手打文字版最新章節(jié)首發(fā)，txt電子書格式免費下載歡迎注冊收藏。