第524章 突袭课堂，量子计算机的强大 (第2/2页)
“还没完。”林宇在白板上继续写：
50个量子比特 ≈ 同时处理千万亿种状态
“如果你有300个量子比特，它们可以同时表示2的300次方种状态。这个数字有多大？”
他在白板上写下一串数字。
2^300 ≈ 2×10^90
“这比全宇宙的原子数量还多。”
教室里安静了两秒。
梁永清倒吸了一口气。
“这特么也太夸张了。”
林宇继续说：“现在你们知道量子计算机有多恐怖了。但它也有个致命的弱点。”
他画了个硬币在空中旋转的示意图，然后在旁边画了几道波纹线。
“脆弱。”
“想象一下，那枚旋转的硬币极度脆弱，周围任何一点风吹草动，都会让它瞬间塌缩成单一状态。”
“要么是正面，要么是反面，叠加态消失了。”
林宇在“叠加态”三个字上画了个叉。
“这就叫退相干。”
“那怎么办？”沈思宜忍不住问了一句。
“怎么办？”林宇放下笔，”这就是现在全世界的量子物理学家都想解决的问题。“
他转过身，看着几个学生。
“退相干的本质，是量子态和环境之间发生了信息交换。”
他在白板上画了一个小圆圈，代表量子比特，然后在周围画了很多小箭头。
“温度、电磁辐射、宇宙射线、甚至实验室外面路过的一辆车，都会影响它。”
“为了延长退相干时间，我们只能想办法隔绝环境。”
林宇在圆圈外面画了一个大圈。“第一步，降温。把温度降到接近绝对零度，让热噪声降到最低。”
他又画了几个屏蔽层。
“第二步，电磁屏蔽。用超导材料把量子比特包起来，挡住外界的电磁辐射。”
“第三步，振动隔离。把整个实验室建在地下几十米，避免地面震动的干扰。”
“做完这些，量子比特的相干时间能维持多久？”
林宇在白板上写下一个数字。
100微秒
“也就是万分之一秒。”
教室里又是一阵倒吸冷气的声音。
李文浩的手抖了一下，在笔记本上划出一道墨迹。
他脑子里飞速转动，一个念头冒了出来。
“林老师。”他开口了，“如果退相干时间这么短，那怎么进行复杂的计算？”
“好问题。”林宇看向他，“这就引出了第二个核心问题，比特间串扰。”
他在白板上画了三个小圆圈，彼此之间用虚线连起来。
“量子计算机不是只有一个量子比特，而是有成千上万个。”
“这些比特必须靠得很近，才能产生量子纠缠，进行协同运算。”
“但当它们挤在一起时，就会像一群话痨一样互相干扰。”
他在三个圆圈之间画了几道杂乱的箭头。
“A的信号串到了B那里，B的信号又串到了C那里，计算结果全乱了。”
孙浩若有所思：“那量子计算是怎么完成的？”
林宇没有立刻回答。他在白板上画了一个更复杂的结构。
一个大圆圈，里面塞了密密麻麻的小圆圈。
“量子纠错码。”
“用多个不稳定的物理量子比特，绑成一个稳定的逻辑量子比特。”
他在大圆圈旁边写了一行字。
1个逻辑比特 = 1300个物理比特
沈思宜的笔停在纸上。
“这……这也太浪费了吧？”
“没办法。这是目前唯一可行的方案。”
林宇转过身，视线落在白板上那个庞大的数字上。
“如果我们要实现300个逻辑量子比特，按这个比例，那需要多少个物理比特？”
吴志平飞快地在纸上算了一下。
“39万。”
林宇点头。
“对，39万个物理量子比特。”
“这些比特全部挤在一个芯片上，布线复杂度呈指数级爆炸。”
“温度控制、信号串扰、纠错算法的实时性……”
他在白板上列出一连串问题。
“每一个，都是世界级难题。”
几个学生面面相觑，心里疯狂预警，该不会老师要让咱们解决这个世界难题吧？！
就在这时，教室门突然被推开了。
所有人的视线齐刷刷地转向门口。
王志海站在门口，身后跟着曾永义和沈磊。
李文浩看到王志海的瞬间，整个人都僵住了。
王志海的视线在教室里扫了一圈，最后落在李文浩身上，嘴角微微勾起。
他慢悠悠地走进来，脸上的表情云淡风轻。
“林教授，我就是过来看看安保有没有疏漏。”
他说完，还特意瞥了一眼李文浩。
李文浩低下头，咳嗽了一下。
林宇看着这一幕，微微撇了一眼李文浩
这小子干什么了？咋这么心虚。
“那王局长也坐下听一听吧。”
王志海也不客气，带着曾永义和沈磊在李文浩的后排找了位置坐下。
李文浩能感觉到身后传来的灼热目光，后背汗都出来了。
他咳嗽了几下，假装若无其事地继续听课。
教室里的气氛变得微妙起来。
林宇重新拿起笔，在白板上写下一行字。
“如何突破300个逻辑量子比特的技术瓶颈。”
王志海刚坐下就呆住了，他刚刚错过了什么？