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第1176章 马约拉纳费米子与量子纠缠的【新英体育】退相干

  如果电能在传输过程中没有衰减会怎样?

  如果一台计算机具有指数级的【新英体育】运行速度和完美的【新英体育】精度又会怎样?

  关于这个问题,邓肯·霍尔丹教授曾经给过一个标准的【新英体育】回答。并且在2016年的【新英体育】秋天,这位物理学家和另外两名同伴,因为“发现物质的【新英体育】拓扑相变和拓扑相”而获得了本年的【新英体育】诺贝尔物理学奖!

  简单来说,他们通过严谨的【新英体育】实验,发现即使是【新英体育】最小规模的【新英体育】微观物质,也可以展现出宏观性质,并且具有拓扑相。

  这听起来有些难懂,想要弄懂,就不得不理解拓扑这个概念。

  众所周知的【新英体育】是【新英体育】,数学家看待问题的【新英体育】方式往往和一般人不太一样,他们往往习惯于透过现象看本质。而拓扑便是【新英体育】这么一门学科,它研究的【新英体育】便是【新英体育】几何图形或空间在连续改变形状后还能保持不变的【新英体育】一些性质。

  一个最经典的【新英体育】例子表示,对于一名拓扑学家而言,甜甜圈和咖啡杯看起来都是【新英体育】一样的【新英体育】,因为它们都拥有一个洞。

  因为只有一个洞,你可以通过一个平滑的【新英体育】形变过程将甜甜圈变成一个咖啡杯,反过来也是【新英体育】一样……即便这在一般人眼中看来可能会有些难以理解,甚至于莫名其妙,但事实上因为这一数学方法,已经其他领域的【新英体育】学者发现了不少有趣的【新英体育】东西。

  尤其是【新英体育】在物理领域和材料领域,八十年代许多惊人的【新英体育】发现都是【新英体育】源自于拓扑学的【新英体育】方法,提供了理论基础。

  只是【新英体育】一直以来,人们虽然习惯于将拓扑学应用于解决宏观世界的【新英体育】问题,却对于拓扑学是【新英体育】否可以被用于对电子、光子这类亚原子粒子而一筹莫展。

  因为它们都受到量子物理学奇特规律的【新英体育】影响,导致其大小、位置甚至是【新英体育】形态都处在不确定的【新英体育】状态。

  然而16年的【新英体育】诺贝尔物理学奖却对这一命题给出了一个肯定的【新英体育】答复。

  即使是【新英体育】这些微观世界的【新英体育】亚原子,也是【新英体育】符合拓扑学特性的【新英体育】!

  这一理论对于日常生活显然没有任何影响,但对于电子工程领域而言,确实推开了新世界的【新英体育】大门!

  在奇妙的【新英体育】量子世界中,这些性质在物质的【新英体育】某种特殊阶段表现出具有惊人的【新英体育】稳定性和一些显著的【新英体育】特性。其中最典型的【新英体育】例子就是【新英体育】拓扑绝缘体。

  尤其是【新英体育】在石墨烯材料中发现的【新英体育】这一特性,直接导致了sg-1超导材料、以及碳基芯片的【新英体育】诞生。

  而与此同时,这一性质同样推动着量子计算的【新英体育】研究。

  根据量子计算机的【新英体育】原理,其主要是【新英体育】通过亚原子粒子可以同时处在不同状态的【新英体育】这一性质,将信息存储在一个叫量子位(qubit)的【新英体育】东西里。也正是【新英体育】因为这一特性,量子计算机相比起传统电脑,能以指数级的【新英体育】速度解决问题。

  然而问题就在于,存储数据的【新英体育】亚原子粒子非常的【新英体育】脆弱,和稳定的【新英体育】原子不同,即使是【新英体育】轻微的【新英体育】扰动也有可能改变它所处的【新英体育】状态。

  也就是【新英体育】量子力学中所谓的【新英体育】“退相干”——任何环境的【新英体育】影响都可能导致量子比特的【新英体育】纠缠态的【新英体育】坍塌!

  想要解决问题,要么降噪,要么抗干扰,亦或者两者一起上,无论是【新英体育】采取哪一条技术路线,都必须得让亚原子粒子稳定下来才行。

  而这,也是【新英体育】量子计算机研发的【新英体育】核心难题之一。

  同时也是【新英体育】陆舟这些天来一直在研究的【新英体育】课题……

  金陵高等研究院,地下三层的【新英体育】实验室。

  原本被用作备用样品室的【新英体育】空房间里,此刻正被一大堆新购置的【新英体育】设备填满。

  这其中包括多功能物性测量系统、台阶仪、振动样品磁强计、高低温磁电阻测试仪、以及原位冷冻干燥机等等,虽然算不上阵容的【新英体育】豪华,但也可以说是【新英体育】麻雀虽小五脏俱全了。

  另外,除了这些对于研究碳材料而言必不可少的【新英体育】设备之外,还有一台最高精度可达8微米的【新英体育】光固化3d打印机,主要用来打印实验需要用到的【新英体育】塑料模具。

  将一枚拇指大小的【新英体育】薄膜小心翼翼地放进了磁控溅射原子层沉积设备中,陆舟仔细地对照着实验表格上的【新英体育】数据,在电脑上设置了新的【新英体育】实验参数。

  做完了所有的【新英体育】这一切工作,终于松了口气的【新英体育】他,在键盘上敲下了回车的【新英体育】按钮。

  绿色的【新英体育】信号灯亮起,实验室里的【新英体育】设备开始运转。

  端着咖啡回到了旁边的【新英体育】办公椅上坐下,陆舟看了一眼手表,正想着用什么东西打发一会儿无聊的【新英体育】时间,这时小艾控制着无人机从旁边晃悠悠地窜了过来。

  小艾:【主人主人!就在刚才的【新英体育】一瞬间!发生了一件超惊喜的【新英体育】事情!φ(≧w≦*)?】

  视线在小电视前半米的【新英体育】空中聚焦,陆舟抬了下眼皮,有些意外地说道。

  “你升级了?”

  小艾:【诶?你都知道了?!Σ(°△°|||)︴】

  陆舟:“……”

  这家伙到底是【新英体育】升级了还是【新英体育】降级了……

  在心中叹了口气,陆舟没有理会它,闭上眼睛进入了系统空间中。

  分支科技作为系统任务的【新英体育】支线,人工智能的【新英体育】经验累积和信息学经验是【新英体育】同步的【新英体育】。就在小艾的【新英体育】等级升到lv4的【新英体育】瞬间,他的【新英体育】信息学等级也从lv4提升到了lv5。

  而升级的【新英体育】瞬间,即使是【新英体育】没有进入系统空间,也是【新英体育】能看到对话框提示的【新英体育】……

  【……】

  【g.信息学:lv5(0/30万)】

  确认了一遍变更之后的【新英体育】属性面板,陆舟若有所思地摸了摸下巴。

  果然正如他推测的【新英体育】那样,通过对玩家在虚拟现实世界中各种行为的【新英体育】观察,可以加速进度条的【新英体育】积累。也就是【新英体育】说,事实上人工智能分支需要的【新英体育】经验,其实是【新英体育】一种社会学经验?

  不过,现在陆舟倒是【新英体育】没有太多的【新英体育】心思放在小艾身上,进了系统空间只是【新英体育】看了一眼自己的【新英体育】属性面板还有分支科技的【新英体育】进度条之后,便将意识转回到了现实世界中。

  睁开双眼,只见那盯着四旋翼的【新英体育】小电视已经在他的【新英体育】面前晃了半天。

  小艾:【主人主人,不夸一夸小艾吗?(*/w\*)】

  陆舟:“嗯,干得漂亮。”

  小艾:【好敷衍!qaq】

  “……时间好像差不多了。”

  装作没有看见小电视上的【新英体育】对话框,陆舟低头看了一眼手表上的【新英体育】时间,自言自语地嘀咕了一句。

  仿佛是【新英体育】印证了他的【新英体育】这句话一样,不远处的【新英体育】仪器上,信号灯从绿色跳到了红色。

  见状,陆舟立刻下令道。

  “小艾,打开原位冷冻干燥机。”

  小艾:【收到!(○`3′○)】

  虽然极其不情愿,但小艾还是【新英体育】听话地照办了。

  只是【新英体育】不知道是【新英体育】不是【新英体育】他的【新英体育】错觉,总感觉这小家伙的【新英体育】反应似乎越来越情绪化了……或者换句话说,越来越像人?

  陆舟也说不好这到底是【新英体育】不是【新英体育】一件好事儿,

  说到底,人工智能对信息的【新英体育】处理方式和人脑完全是【新英体育】两套截然不同的【新英体育】规则,一个是【新英体育】由逻辑决定情绪,而另一个则是【新英体育】由情绪支配逻辑。

  也许它的【新英体育】存在会就此诞生一个全新的【新英体育】物种也说不定?

  当然,现在说这些还太早了。

  身为它的【新英体育】“监护人”,陆舟也只能说尽到自己的【新英体育】责任,走一步看一步了。

  至少就目前的【新英体育】表现来看,小家伙还是【新英体育】相当乖巧听话的【新英体育】,无论是【新英体育】在生活上还是【新英体育】在研究中都扮演着小助手的【新英体育】角色,对他的【新英体育】命令也是【新英体育】绝对服从不打折扣。

  自己的【新英体育】担心似乎也有些多余了?

  在小艾的【新英体育】帮助下,陆舟将样品从磁控溅射原子层沉积设备,转移到了原位冷冻干燥机上,对碳基芯片样品进行了冻干处理,接着借助金相显微镜对这一层薄膜状的【新英体育】芯片进行了仔细地观察,并且将实验数据记录在一旁的【新英体育】本子上。

  现在他的【新英体育】积分有三万多,根据系统开出的【新英体育】价码,想要兑换全套的【新英体育】量子计算机技术需要十二万的【新英体育】积分。

  然而事实上,这个估值中其实是【新英体育】包含了许多水分的【新英体育】。

  如果将问题拆分,在那些已经被学术界解决的【新英体育】问题的【新英体育】基础上,提出未解决的【新英体育】问题,消耗的【新英体育】积分可以削减五倍不止!

  到目前为止,他已经花费了两万点积分,用来攻克研究中几个关键的【新英体育】瓶颈,而剩下的【新英体育】部分都是【新英体育】他结合自己对碳材料、莫特绝缘体、马约拉纳费米子的【新英体育】了解,通过查阅一些前人的【新英体育】研究成果,并在此基础上完成的【新英体育】一些推广性工作。

  比如,包含有马约拉纳费米子的【新英体育】拓扑绝缘体碳材料,以及在不影响马约拉纳费米子稳定性的【新英体育】前提下,在上面叠加了一层单原子宽度的【新英体育】超导体层。

  在这种特殊的【新英体育】拓扑相材料中,亚原子可以得到保护。

  换而言之,在这种拓扑相之下形成的【新英体育】量子比特,不会因为一些小的【新英体育】或者局部的【新英体育】干扰而发生改变。它远比一般量子位更加稳定,可以让我们的【新英体育】量子计算以更精确、更高效的【新英体育】方式,处理我们想得到的【新英体育】答案的【新英体育】问题。

  这些工作至少为陆舟节约了十万积分不止。

  也正是【新英体育】这些工作,才使得他有机会将积分用在刀刃上。

  这也算是【新英体育】“知识就是【新英体育】力量”这话的【新英体育】一种体现了。

  小心翼翼地完成了所有试验工作的【新英体育】最后一步,陆舟将一层薄如蝉翼的【新英体育】半透明石墨烯片,放在了事先准备好的【新英体育】电路模具上。

  就像是【新英体育】在端详着一件完美的【新英体育】艺术品,他的【新英体育】脸上露出了由衷的【新英体育】笑容。

  “各项性能检测符合预期。”

  “卖相也无可挑剔,堪称完美!”

  “……果然马约拉纳费米子是【新英体育】制造量子计算机的【新英体育】最完美选择!”

  剩下的【新英体育】,就是【新英体育】验证这些天来的【新英体育】努力,还有他花费掉的【新英体育】两万积分,是【新英体育】否值得了。

  按下了通电的【新英体育】按钮,陆舟的【新英体育】心脏几乎提到了嗓子眼。

  几乎是【新英体育】一瞬间的【新英体育】事情。

  就在他按下按钮的【新英体育】同一时间,预先设定好的【新英体育】程序在这张薄膜上完成了运行。通过逻辑电路处理并输出的【新英体育】信号传达到显示屏,很快在显示屏上呈现出了一行字清晰的【新英体育】字符——

  【d】

  看着屏幕上跳动的【新英体育】字符,陆舟心头骤然一喜,拳头死死地捏紧了,激动地差点没蹦起来。

  “成功了!”

  下意识地将心中的【新英体育】激动喊了出来,结果搞得陆舟被自己的【新英体育】行为给吓了一跳,赶忙手忙脚乱地检查起了设备的【新英体育】运行状况。

  当看到稳定运行的【新英体育】这层“薄膜”状芯片,并没有因为自己的【新英体育】这超过八十分贝的【新英体育】欢呼而导致“量子比特纠缠态的【新英体育】坍塌”时,陆舟的【新英体育】脸上终于露出了由衷而放心的【新英体育】笑容。

  看来这一次……

  是【新英体育】真的【新英体育】成了!

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