周宇開完科學(xué)技術(shù)委員會會議，他就和田開院士一起來到計(jì)算機(jī)研究院量子計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室。
星火科技現(xiàn)在最重大的項(xiàng)目，就是量子計(jì)算機(jī)項(xiàng)目。
量子計(jì)算機(jī)分爲(wèi)兩個部分，田開院士負(fù)責(zé)量子計(jì)算機(jī)硬件部分。
基礎(chǔ)科學(xué)研究院主任魏天鵬和星火智能公司總經(jīng)理張雲(yún)強(qiáng)，負(fù)責(zé)量子計(jì)算機(jī)的軟件部分。
由魏天鵬主導(dǎo)，他主要負(fù)責(zé)量子計(jì)算機(jī)的量子算法。
計(jì)算機(jī)發(fā)明以來，它對科技的促進(jìn)作用有目共睹。
經(jīng)典超級計(jì)算機(jī)運(yùn)行人工智能技術(shù)，都讓星火科技科研項(xiàng)目進(jìn)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高於其他研究單位。
如果研發(fā)出並行計(jì)算能力非常出色的量子計(jì)算機(jī)，通過量子計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的量子模擬功能，可以模擬任何科研項(xiàng)目。
量子計(jì)算機(jī)與經(jīng)典計(jì)算機(jī)差距太大，他們簡直是跑在鐵軌上的馬車與高鐵之間的差別。
上世紀(jì)50年代，在經(jīng)典計(jì)算機(jī)剛剛被人類發(fā)明，科學(xué)家們就發(fā)現(xiàn)能耗會導(dǎo)致計(jì)算機(jī)中的芯片發(fā)熱，極大地影響了芯片的集成度，從而限制了計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度。
這就是田開院士放棄石墨烯芯片的重要原因，石墨烯芯片也屬於經(jīng)典計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)。
哪怕是石墨烯晶體管耗能非常低，散熱速度也很出色，但數(shù)百萬個晶體管聚集在小小的芯片上，能耗產(chǎn)生的熱量也非常驚人。
經(jīng)典計(jì)算機(jī)的計(jì)算結(jié)構(gòu)和晶體管材質(zhì)，從根本上限制經(jīng)典計(jì)算機(jī)的發(fā)展。
周宇和田開院士邊走向?qū)嶒?yàn)室，邊聊一些量子計(jì)算機(jī)的知識。
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現(xiàn)在使用的經(jīng)典計(jì)算機(jī)，也可以看作是量子計(jì)算機(jī)的一種，經(jīng)典計(jì)算機(jī)計(jì)算過程中有不可逆操作，這也是它產(chǎn)生能源消耗的原因。
科學(xué)家們早已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這個原因，也想到解決它們的辦法。
所有經(jīng)典計(jì)算機(jī)都可以找到一種對應(yīng)的可逆計(jì)算機(jī)，而且不影響運(yùn)算能力。
經(jīng)典計(jì)算機(jī)中的每一步操作都可以改造爲(wèi)可逆操作。
現(xiàn)實(shí)中受限於經(jīng)典計(jì)算機(jī)的邏輯電路，這個想法無從實(shí)現(xiàn)，但量子計(jì)算機(jī)可以實(shí)現(xiàn)。
這完美契合量子力學(xué)，也是量子計(jì)算機(jī)研發(fā)的最基本原理。
量子力學(xué)可以用一個幺正變換來表示計(jì)算機(jī)的計(jì)算過程。
經(jīng)典計(jì)算機(jī)中，基本信息單位爲(wèi)比特，運(yùn)算對象是各種比特序列。
量子計(jì)算機(jī)中，基本信息單位是量子比特，運(yùn)算對象是量子比特序列。
兩種計(jì)算機(jī)運(yùn)算對象名稱差距不大，本質(zhì)差距卻非常大。
量子比特序列不但可以處於各種正交態(tài)的疊加態(tài)上，而且還可以處於糾纏態(tài)上。
這些特殊的量子態(tài)，提供了量子計(jì)算機(jī)最根本的並行運(yùn)算能力。
量子計(jì)算機(jī)運(yùn)算數(shù)據(jù)過程中，可以做任意的幺正變換，在得到輸出態(tài)後，進(jìn)行測量得出計(jì)算結(jié)果。
量子計(jì)算機(jī)對每一個疊加分量進(jìn)行變換，所有這些變換同時完成，並按一定的概率幅疊加起來，給出結(jié)果，這種計(jì)算稱作量子並行計(jì)算。
量子計(jì)算機(jī)最根本的能力，就是具有龐大的並行計(jì)算能力。
經(jīng)典計(jì)算機(jī)只能按照順序進(jìn)行計(jì)算，這是受限於經(jīng)典計(jì)算機(jī)完成邏輯運(yùn)算的最基本結(jié)構(gòu)，計(jì)算機(jī)的邏輯電路。
與或非三個門邏輯組成的邏輯電路，只能按照基本順序進(jìn)行加法運(yùn)算。
星火科技盤古二號超級計(jì)算機(jī)需要運(yùn)算100年的數(shù)據(jù)。只需要30量子比特的量子計(jì)算機(jī)運(yùn)算24小時。
量子計(jì)算機(jī)除了進(jìn)行龐大的並行運(yùn)算。它還可以模擬量子現(xiàn)象。
世界從本質(zhì)上來說，就是由一個個量子組成，可以模擬量子現(xiàn)象，量子計(jì)算機(jī)就能模擬現(xiàn)實(shí)任何現(xiàn)象。
這個效果是經(jīng)典計(jì)算機(jī)達(dá)不到，人工智能墨子演算一個科學(xué)實(shí)驗(yàn)，它本質(zhì)上是進(jìn)行大數(shù)據(jù)對比，找到最可能的結(jié)果。
量子計(jì)算機(jī)卻不一樣，一旦研發(fā)出真正可用的量子計(jì)算機(jī)，量子模擬可以99.9999%模擬出實(shí)驗(yàn)?zāi)苓_(dá)到的現(xiàn)象。
甚至是模擬出一直不存在的極端環(huán)境，實(shí)驗(yàn)可以實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)象。通過量子模擬的實(shí)驗(yàn)，只要條件符合，它在現(xiàn)實(shí)中一般可以復(fù)現(xiàn)出來。
但使用這個功能，需要龐大的運(yùn)算能力，一個草履蟲就是由天文數(shù)字般的量子組成，想要對它進(jìn)行模擬，那產(chǎn)生的數(shù)據(jù)超乎人們想象。
當(dāng)使用量子模擬功能計(jì)算草履蟲，必須要計(jì)算組成草履蟲每一個量子的形態(tài)和運(yùn)行軌跡。
把這個化爲(wèi)數(shù)學(xué)問題，就變成計(jì)算龐大的希爾伯特空間。它將會產(chǎn)生不切實(shí)際的天文數(shù)字。
有且只能有量子計(jì)算機(jī)，可以處理這麼龐大的數(shù)據(jù)。
周宇和田開院士走到量子計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，他感慨道:“量子理論太複雜，我也只知道一些淺顯的理論，太深的理論根本就無法弄懂。
量子力學(xué)堪比高等數(shù)學(xué)，它是極爲(wèi)抽象的學(xué)科，如果沒有高度抽象思維，根本無法理解他。
我真佩服田院士，您都這麼大歲數(shù)，重新學(xué)習(xí)量子力學(xué)，還能取得這麼大的成果。”
田開院士謙虛的說道:“我對量子力學(xué)只是略懂，我在量子力學(xué)領(lǐng)域的知識儲量，還真不如我們實(shí)驗(yàn)室的年輕科學(xué)家。
比如我們量子計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室主管張偉，他就師從我國量子科學(xué)領(lǐng)域頂級專家潘建偉院士。
他的知識儲備比我還好，量子計(jì)算機(jī)絕大部分成果，都是他研發(fā)出來。”
田開一點(diǎn)也不居功，他對於量子計(jì)算機(jī)的貢獻(xiàn)，只不過是提出組建這個項(xiàng)目，招聘人才運(yùn)行這個項(xiàng)目。
他起到統(tǒng)籌作用，特別是負(fù)責(zé)與魏天鵬等量子算法開發(fā)者進(jìn)行洽談。
田開院士笑著說道:“周總，其實(shí)只是瞭解量子力學(xué)，而不深入研究它，不怎麼費(fèi)勁。
我用一個小故事，幫助你來理解量子力學(xué)。
假想一個放置在磁場中的原子，它像陀螺一樣旋轉(zhuǎn)，於是它的旋轉(zhuǎn)軸可以不是向上指，就是向下指。
常識告訴我們，原子的旋轉(zhuǎn)可能向上也可能向下，但不可能同時都進(jìn)行。
但在量子的奇異世界中，原子被描述爲(wèi)兩種狀態(tài)的總和，一個向上轉(zhuǎn)的原子和一個向下轉(zhuǎn)的原子的總和。
在量子的奇妙世界中，每一種物體都被使用所有不可思議狀態(tài)的總和來描述。
這也是量子力學(xué)一個著名的問題，薛定諤的貓。”
“薛定諤的貓，這是一個很著名的思想實(shí)驗(yàn)。”
周宇臉上露出笑容，走進(jìn)量子計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，他不需要深刻理解量子理論，只要知道哪種理論是正確，並支持走在正確道路上的科學(xué)家。
判斷正確的道路，這對其他人很難，但對周宇一點(diǎn)不難，他腦海中的科技樹，完全能告訴他，哪個道路正確。