一枚255量子比特的拓?fù)淞孔有酒讦杏?jì)算的測(cè)試上所表現(xiàn)的性能,是一座大型超算中心的百萬(wàn)倍以上!
儘管這只是浮點(diǎn)運(yùn)算能力和並行處理效率的方面的性能,但也足夠讓人初步瞭解這枚量子芯片的計(jì)算能力到底有多麼的誇張了。
而這僅僅是這枚拓?fù)淞孔有酒谋憩F(xiàn)之一。
在完成了傳統(tǒng)超算測(cè)試性能通用的π計(jì)算測(cè)試後,耿景龍看向徐川,開(kāi)口道。
“事實(shí)上傳統(tǒng)超算測(cè)試性能通用的π計(jì)算測(cè)試並非這枚拓?fù)淞孔有酒?jì)算的強(qiáng)項(xiàng),至少目前我們所編寫(xiě)的算法還沒(méi)能夠達(dá)到完美利用它性能的地步。”
“相信您也很清楚,量子芯片擅長(zhǎng)的是量子並行計(jì)算原理,能夠在短時(shí)間內(nèi)處理大量數(shù)據(jù),特別適合處理複雜計(jì)算問(wèn)題。”
“比如對(duì)大素?cái)?shù)乘積的因式分解。”
聞言,徐川輕輕的點(diǎn)了點(diǎn)頭,道:“想來(lái)接下來(lái)你要展示的就是這個(gè)吧?”
量子芯片的優(yōu)劣勢(shì),他還是清楚的。
可以同時(shí)處?kù)?和1的迭加態(tài)的量子比特可以通過(guò)量子糾纏實(shí)現(xiàn)多比特協(xié)同運(yùn)算,這使得量子芯片在處理複雜問(wèn)題時(shí)能夠同時(shí)探索所有可能的解路徑。
3個(gè)量子比特即可表示8種狀態(tài)的迭加,而傳統(tǒng)芯片只能逐一處理。
而且隨著量子比特?cái)?shù)量增加,其信息處理能力也會(huì)呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。
耿景龍點(diǎn)點(diǎn)頭,咧嘴笑道:“是的!”
微微停頓了一下,他讓開(kāi)了一個(gè)身位給徐川,繼續(xù)道:“這臺(tái)電腦上有一個(gè)素?cái)?shù)生成器,您可以隨便輸入兩大四位數(shù)或者五位數(shù)的素?cái)?shù),然後乘積計(jì)算出結(jié)果後再複製粘貼到測(cè)試軟件上。”
聽(tīng)到這話,徐川頓時(shí)就來(lái)了興趣,朝前走了兩步,操控著鼠標(biāo)在計(jì)算框中輸入了兩個(gè)不同的千位數(shù)的素?cái)?shù),在對(duì)兩者進(jìn)行相乘後,他將隨機(jī)乘積出來(lái)的數(shù)字複製到測(cè)試軟件上。
“點(diǎn)擊右上角的這個(gè)按鍵。”
一旁,耿景龍?jiān)谶吷现笓]道。
徐川點(diǎn)了點(diǎn)頭,將鼠標(biāo)指針挪移了過(guò)去,食指輕輕的敲擊了一下。
奇蹟,在一瞬間發(fā)生了!
幾乎沒(méi)有一絲一毫的卡頓,就在一瞬間,還沒(méi)有一秒鐘的時(shí)間,這個(gè)由他親手輸入的大素?cái)?shù)的乘積,那如果是抒寫(xiě)到紙張上,足夠佔(zhàn)據(jù)一整個(gè)筆記本上百頁(yè)紙面的數(shù)字,就重新變成回兩個(gè)素因子。
這種感覺(jué),就像是拿了個(gè)學(xué)生時(shí)代的計(jì)算器計(jì)算1+1一樣方便快捷。
即便是徐川,也被震撼到了。
要知道,兩個(gè)千位數(shù)的素?cái)?shù)相乘,其乘積之大,遠(yuǎn)超常人的想象。
一個(gè)最小的千位數(shù)是10的999次方(即1後面跟著999個(gè)0),這個(gè)數(shù)字就已經(jīng)比宇宙中的原子總數(shù)還大了。
目前可觀測(cè)宇宙科學(xué)家預(yù)估的原子總數(shù)約爲(wèi)10的80次方,遠(yuǎn)小於一千位數(shù)。
而人類(lèi)最大的計(jì)數(shù)單位‘古戈?duì)枴仓皇?0的100次方而已。
兩個(gè)千位數(shù)再進(jìn)行乘積,老實(shí)說(shuō),數(shù)字大到這種程度絕大部分的人已經(jīng)對(duì)它失去了概念。
但如果說(shuō)你的家用電腦,哪怕是花費(fèi)兩萬(wàn)塊買(mǎi)的高級(jí)貨,求解這個(gè)大素?cái)?shù)的乘積需要至少不休不眠的運(yùn)算一個(gè)月的時(shí)間,或許你就能感受到兩者之間的差距了。
對(duì)255量子比特的芯片進(jìn)行了一個(gè)瞭解測(cè)試後,徐川忽然想起了一件事,看向了耿景龍,開(kāi)口詢問(wèn)道:“對(duì)了,這枚拓?fù)淞孔有酒忻至藛幔俊?
聽(tīng)到這個(gè)問(wèn)題,耿景龍搖了搖頭,笑道:“代號(hào)倒是有,正經(jīng)的取名還沒(méi)有過(guò),畢竟我們之前都一門(mén)心思撲在研究上,要不徐院士您給它取一個(gè)名字?”
“沒(méi)問(wèn)題,取名這種事我最拿手了!”
徐川笑了笑,思忖了一會(huì)後開(kāi)口道:“不如就叫做‘無(wú)極’吧。”
“一方面,相對(duì)比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō),量子芯片的計(jì)算力可謂是無(wú)極限。另一方面也對(duì)應(yīng)著《道德經(jīng)》中無(wú)限之道,象徵量子計(jì)算的無(wú)窮可能。”
耿景龍:“無(wú)極之芯,無(wú)限之心,好名字!”
在通過(guò)耿景龍的手瞭解清楚他們研發(fā)出來(lái)的拓?fù)淞孔有酒男阅茚幔幢闶切齑ǎ樕弦矌狭艘唤z震撼和興奮。
量子芯片技術(shù)的重要性,相信即便是一個(gè)完全不瞭解這方面的外行人也很清楚。
畢竟這些年全世界各國(guó)對(duì)量子計(jì)算機(jī)的宣傳推廣新聞,還有科幻電影故事小說(shuō)中計(jì)算能力超強(qiáng)的量子技術(shù)都有目共睹。
能源、信息、材料,這是現(xiàn)代科技的三大支柱。
如果從這方面來(lái)說(shuō),量子芯片技術(shù)的重要性對(duì)應(yīng)著能源領(lǐng)域的可控核聚變技術(shù)。
一個(gè)是足夠給現(xiàn)階段的人類(lèi)文明帶來(lái)無(wú)窮無(wú)盡能源的技術(shù),而另一個(gè)則對(duì)應(yīng)著無(wú)限的計(jì)算能力。
在芯片這一塊,量子芯片毫不誇張的說(shuō)就是人類(lèi)文明目前現(xiàn)階段能夠‘幻想’出來(lái)的最頂級(jí)的技術(shù)了。
別說(shuō)什麼硅基芯片了,就是前些年他們才完成的碳基芯片技術(shù)放到量子芯片技術(shù)面前都不值一提。
且不提計(jì)算力的差距,光是量子芯片具備的指數(shù)級(jí)並行計(jì)算能力,就足以碾壓後者了。
如果說(shuō)難以想象的話,舉一個(gè)很簡(jiǎn)單的例子你就能瞭解了。
人類(lèi)文明發(fā)出來(lái)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),最重要的核心之一便是信息數(shù)據(jù)的加密。
衆(zhòng)所周知,通過(guò)加密算法和加密密鑰將明文轉(zhuǎn)變爲(wèi)密文再進(jìn)行傳輸是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)信息進(jìn)行保護(hù)的一種最可靠的辦法。
而傳統(tǒng)的加密算法,比如的RSA算法、Diffie-Hellman密鑰交換協(xié)議、ElGamal加密算法等等基本都是基於素?cái)?shù)所研發(fā)出來(lái)。
比如公鑰加密的典型代表RSA算法是,其核心是基於大素?cái)?shù)的乘積。
RSA算法的安全性依賴於大整數(shù)分解難題,公鑰由兩個(gè)大素?cái)?shù)(p, q)的乘積n=p×q構(gòu)成。 而由於大素?cái)?shù)乘積的因式分解沒(méi)有固定的公式,且只有唯一解,因此原則上只要使用的素?cái)?shù)之積足夠大,那麼它基本上就是等於是無(wú)解的。
所以這種設(shè)計(jì)使得只有擁有這兩個(gè)素?cái)?shù)的人才能解密信息,從而保證了通信的安全性。
即便是動(dòng)用超級(jí)計(jì)算機(jī)對(duì)RSA算法加密的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行破解,需要的時(shí)間也是一個(gè)天文數(shù)字。
但在量子計(jì)算機(jī)面前,RSA算法加密的信息數(shù)據(jù)就像是透明的一樣,幾乎沒(méi)有任何的意義。
這種對(duì)於傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)需要幾百年去解答的問(wèn)題,對(duì)於量子計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō),是隻需要數(shù)秒甚至是一秒不到便可以解開(kāi)。
正如剛剛在會(huì)議室中耿景龍所演示的另一項(xiàng)展示拓?fù)淞孔有酒?jì)算性能的方法,便是兩個(gè)超過(guò)1024位大素?cái)?shù)的乘積進(jìn)行拆開(kāi),使用的時(shí)間僅僅是一秒鐘不到。
而要知道,1024位素?cái)?shù)廣泛應(yīng)用於RSA等公鑰加密系統(tǒng)中,用於生成密鑰對(duì)。
如果是傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī),或者是超算對(duì)其進(jìn)行求解,也至少需要數(shù)天或者數(shù)個(gè)小時(shí)的時(shí)間。
但對(duì)於拓?fù)淞孔有酒瑏?lái)說(shuō),僅僅是一秒不到,就已經(jīng)解決了。
這個(gè)時(shí)間意味著什麼不言而喻!
傳統(tǒng)的加密手段,即便是非基於素?cái)?shù)所研發(fā)出來(lái)加密手段,在量子計(jì)算機(jī)面前也不過(guò)是一扇用紙糊的窗戶而已,一捅就破。
不得不說(shuō),對(duì)於現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)來(lái)說(shuō),川海材料研究所現(xiàn)在所掌握的量子芯片技術(shù)對(duì)通信技術(shù)領(lǐng)域帶來(lái)的改變將是毀滅性的!
傳統(tǒng)加密手段在拓?fù)淞孔有酒媲熬拖袷敲摴饬艘粯樱竞敛辉O(shè)防。
這也是這項(xiàng)技術(shù)最可怕的地方之一。
瞭解清楚拓?fù)淞孔有酒男阅茚幔齑ㄔ诘谝粫r(shí)間對(duì)研發(fā)組的科研人員進(jìn)行了獎(jiǎng)賞的同時(shí),也嚴(yán)格的要求了他們暫時(shí)對(duì)這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行保密,嚴(yán)禁量子芯片技術(shù)成功突破消息流傳出去。
老實(shí)說(shuō),川海材料研究所的突破,就連他自己其實(shí)都有些沒(méi)有想到。
儘管他早些年完成的強(qiáng)關(guān)聯(lián)電子體系理論框架中的拓?fù)涑瑢?dǎo)體系找到了解決的量子比特的退相干難題的辦法,但那畢竟是理論。
衆(zhòng)所周知,理論成果,尤其是這種頂尖的前沿物理理論成果要轉(zhuǎn)變成應(yīng)用成果需要的時(shí)間是以年?duì)?wèi)單位計(jì)算的。
如果是在一個(gè)原先就具備相對(duì)成熟基礎(chǔ)技術(shù)的領(lǐng)域,比如碳基芯片,可能需要的時(shí)間是幾年。
但如果是在一個(gè)原先就幾乎沒(méi)什麼基礎(chǔ)的技術(shù)領(lǐng)域,那需要的時(shí)間就長(zhǎng)了,少則十幾年,長(zhǎng)則幾十年甚至是上百年。
量子計(jì)算機(jī)明顯就是後者,尤其是通過(guò)馬約拉納零能模編織成拓?fù)淞孔颖忍兀M(jìn)而構(gòu)造量子芯片的分支領(lǐng)域,就連理論都是五年前他才親手完成的。
而促成這份意外,導(dǎo)致成熟的量子芯片技術(shù)提前面世的,同樣是他自己。
氧化銅基鉻銀系·室溫超導(dǎo)材料和早些年他在川海材料研究所這邊建立的化學(xué)材料計(jì)算模型,在拓?fù)淞孔有酒难邪l(fā)過(guò)程中起到了關(guān)鍵性的作用。
如果沒(méi)有這兩者,恐怕耿景龍他們現(xiàn)在都還在爲(wèi)尋找一種適合構(gòu)建馬約拉納零能模編織成量子比特的材料而苦惱。
但正是因爲(wèi)氧化銅基鉻銀系·室溫超導(dǎo)材料和化學(xué)材料計(jì)算模型的出現(xiàn),才加速了拓?fù)淞孔有酒某霈F(xiàn)。
對(duì)於徐川來(lái)說(shuō),量子芯片技術(shù)的提前突破自然是讓人欣喜若狂的。
但不得不說(shuō),這項(xiàng)技術(shù)現(xiàn)在的出現(xiàn)也可能會(huì)給人類(lèi)社會(huì)帶來(lái)巨大的安全隱患和恐慌。
畢竟現(xiàn)代的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)早已經(jīng)深入了人們的日常生活中。
而互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和通訊技術(shù)的加密手段和解密手段大部分都依賴於大素?cái)?shù)的乘積爲(wèi)基礎(chǔ)的非對(duì)稱(chēng)的公鑰加密。
但這一手段在面對(duì)量子芯片的時(shí)候幾乎就像是一個(gè)完全不設(shè)防的房間。
而且,別說(shuō)是以大素?cái)?shù)的乘積爲(wèi)基礎(chǔ)的非對(duì)稱(chēng)的公鑰加密了,就是其他非基於素?cái)?shù)的加密算法。
或者說(shuō),只要是非純物理隔離的保密手段,只要能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)破解的加密手段,甭管他在傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)上保密能力有多強(qiáng),對(duì)於量子芯片來(lái)說(shuō),解決它們也不是什麼難事。
這也是徐川要求川海材料研究所那邊的研究人員目前對(duì)拓?fù)淞孔有酒瑖?yán)格保密的原因之一。
一旦225量子比特的拓?fù)淞孔有酒墒斓南?duì)外公開(kāi),而且還是由他主導(dǎo)的研究所所完成的,這大概率會(huì)引起整個(gè)社會(huì)的恐慌。
想象一下,當(dāng)有人可以隨便修改你銀行卡上的數(shù)字,讓它從一萬(wàn)塊直接變成零,也有人可以隨便翻閱你的瀏覽器記錄的時(shí)候,那是一件多麼讓人恐慌的事情。
突然公開(kāi)量子芯片成熟的消息,這無(wú)異於直接在政府機(jī)構(gòu)、金融行業(yè)、通信領(lǐng)域、醫(yī)療行業(yè)、教育行業(yè)和交通行業(yè)等等對(duì)信息安全有著極高的需求的領(lǐng)域扔一顆億萬(wàn)噸當(dāng)量的氫彈。
即便是它不會(huì)爆炸,那也足夠嚇?biāo)廊肆恕?
對(duì)於徐川來(lái)說(shuō),他不得不考慮這方面的影響,畢竟他已經(jīng)站在了一個(gè)足夠影響整個(gè)國(guó)家,乃至影響全世界的地位上。
一路思索著回到紫金山腳下的別墅後,徐川走進(jìn)了書(shū)房,從抽屜中取出了兩張信紙。
他覺(jué)得,在全面公開(kāi)量子芯片技術(shù)突破成熟的消息前,還是先和上面打個(gè)招呼商量一下好了。
畢竟這種涉及到各行各業(yè),甚至可以說(shuō)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的影響比當(dāng)初核聚變技術(shù)突破對(duì)能源的影響還要?jiǎng)×业募夹g(shù),還是得妥善的安排好才行。
尤其是現(xiàn)在,他們?cè)诖蟛糠值念I(lǐng)域幾乎已經(jīng)全面領(lǐng)先了其他國(guó)家,無(wú)論是能源還是航天,亦或者是國(guó)際影響力等各方面。
如果可以的話,徐川更希望能夠沉穩(wěn)著腳步,由華國(guó)一點(diǎn)一點(diǎn)的改變世界,帶領(lǐng)其他的國(guó)家乃至人類(lèi)文明走向宇宙,而不是突然向全世界丟一顆核彈,炸懵所有人。
坐在書(shū)桌前,思索了一會(huì)後,徐川拾起了手中的圓珠筆。
【尊敬的】
【.】