第476章 量子计算机LV1－3

    离开实验室后，江寒先去了趟食堂。
   吃完饭，他就独自来到寝室附近的网球场。
   刚开春，这里还比较冷清，正好一边散步，一边思考。
   从实验过程中看，“量子管”应该没太大问题。
   之前打造的8量子位、16量子位的试验机，效果都很不错，在基础量子算法上，基本没出过太大的问题。
   至于干涉仪，刚开始的时候，工作不太稳定，但后来也慢慢被驯服了，不怎么再“闹脾气”。
   那么，还有哪里可能出问题呢？
   量子接收器？
   量子光源？
   江寒陷入了深思……
   量子世界里，有很多反常识、反直觉的东西，想起来特别烧脑。
   作为量子理论较深层次的应用，量子计算机更是极其复杂。
   就算是江寒，在思考有关问题时，仍然有相当吃力的感觉。
   上午他全程参与、用心观察，得到了不少第一手数据。
   可惜的是，也许运气不太好，往往刚解决一个问题，又冒出来更多。
   有些莫名其妙的问题，一时之间分析不出原因，只能用穷举法，逐一排查。
   量子计算机是个庞大的系统工程，上千个器件交互影响，发生故障时，往往不只是某个器件的问题。
   这种“复杂性灾难”所导致的Bug，排除起来异常艰难。
   好吧，这也没什么可意外的。
   如果光量子计算容易搞，国内国外早就一窝蜂冲上来了，也轮不到华国和科大……
   范一说他需要好好想一想。
   但按照正常的“历史”轨迹，如果没什么意外的话，直到2020年12月，他才能“想通”一切，将“九章”呈现在世界面前！
   一个学者最宝贵的十年，完全投入在这一件事上。
   就算最后成功了，获得应用的荣誉和辉煌，这样的代价也太过沉重了些。
   江寒不希望这样。
   所以，该开挂的时候，没必要手软！
   十分钟后，江寒回到了寝室。
   另外四个都在，大家纷纷提议，再组织一场搓麻“大赛”。
   江寒摇了摇头：“你们玩吧，我有点累。”
   周新星善解人意：“那你赶紧休息吧。”
   又对其他人说：“咱们也别玩了，省得吵到他。”
   吴理舒叹息：“没老江组织，咱们玩起来有什么意思？算了，不玩了。”
   裴必胜想了想，说：“最近玩得太多，咱们也该收收心了。”
   说着穿上外衣，准备出门。
   “老裴，干嘛去？”于树问。
   “自习室。”
   于树：“我也去。”
   吴理舒和周新星对望一眼，不约而同点头。
   “一起！”
   不多时，寝室里便只剩下了江寒自己。
   他匆匆洗漱了一下，便爬上床，进入了虚拟空间。
   他要在这里，不受打扰的，好好研究一下！
   江寒点开商品列表，很快搜索到了“光量子管”。
   这玩意原理复杂，加工起来也不容易，价格倒是意外的不太贵。
   只要3万虚拟点（“学以致用”积分），就能换一个。
   江寒直接下单，买了1万个“光量子管”。
   单光子探测器、量子光源等器件稍微贵了些，每一样都要过亿积分。
   好在承担得起，全部拿下。
   自从发明了“自动刷分”，十几台机械日夜不停，到现在已经刷出了不知几万亿积分。
   这种不用精打细算的感觉，真的相当不错。
   原料备齐。
   江寒开始尝试，在虚拟空间里搭建自己的量子原型机。
   量子管虽然管够，但起步的时候，当然还是先弄个简单一点的。
   江寒按照记忆，耗费足足上百个光量子管，搭建出一个只有8个量子位的“迷你”量子原型机。
   别看它只有8个量子位能用，但足足配置了十几倍于这个数量的迥余量子门，用于产生纠错码。
   这是为了提高可靠性，解决“退相干”。
   这么简单的原型机，能做的事情自然十分有限。
   只能跑个极限简化版Shor算法，对不超过4个二进制位表示的数，进行因数分解。
   比如：把21分解成3×7。
   所以验算起来也很简单，口算就行，完全不用出动“晨曦III”和大规模计算阵列。
   江寒连续工作了上千小时，这才搞定了这台简化版“九章”。
   这还是他之前有过几个月的“实习”经验，否则说不定得多长时间，才能弄出来。
   硬件搭建完毕，江寒进行了简单的测试。
   随便选取了几个数，进行因数分解，结果完全正确。
   江寒有点意外。
   虽然自己从原理到结构都很熟悉，可也不该这么顺利吧？
   写个程序还时不时需要Debug呢，做量子计算机这么简单？
   此后几天，江寒每晚都泡在虚拟空间里。
   所打造的原型机，也从8位轻松升级到了16位，可以运行Grover量子搜索算法。
   同样的道理，能运行其他量子算法的原型机，打造起来也不会比这个难多少。
   只要根据算法需求，改动原型机的结构，用“光量子管”组合出正确的算法就行。
   当然，所有算法必须简化到16位之下才行。
   对自己取得的阶段性胜利，江寒十分欣喜。
   然而，正当他打算再次“升级”原型机，达到24或以上量子位时，却遇到了意料之外的困难。
   先前的经验不再管用，无论怎么尝试，都无法让原型机跑出正确的结果。
   “所以……问题就在于复杂性吗？”
   量子计算机每增加1个量子位，整体结构的复杂度往往增加十几倍，甚至几十倍、上百倍！
   这是量子计算的原理决定的，不管什么技术路线，都逃不过“复杂性”这个怪兽的磨砺，或者说蹂躏……
   江寒耐着性子，一次次从失败中汲取教训，反复思考其中的原理，慢慢积累着经验。
   一个多月后的一天，当江寒整整失败了100次之后，转机来了。
   第101次，24位原型机再次试运行，终于得到了正确的运行结果。
   江寒十分感慨。
   真不容易啊！
   怪不得范一要花10多年时间，才能弄出只包含了76个有效量子位的“九章”。
   量子计算机是真的不好搞。
   原型机工作时，仍需要普通的计算机进行控制，输入、输出数据。
   江寒在一台虚拟的高性能经典计算机上，一阵操作，很快编写了一个程序，来自动“出题”和“验算”。
   经过100亿次验证，这台24个“QuBit”的原型机，工作十分稳定。
   并不是总不出错，而是所有的错误，都能用算法纠正！
   总之，江寒成功了，实现了从16位量子计算，到24位的突破。
   接下来，自然是继续提高。
   32位、48位、64位……
   这不是一朝一夕之功。
   直到大一临近结束，江寒才勉强摸到了64位的门槛。
   按照这个进度，想要搞出76位的九章，说不定还真得2~3年时间？
   这还是江寒，换个人来……
   好吧，换个人也不会这么异想天开，一个人单枪匹马搞原型机……
   在弄出64位原型机后，江寒回到了松江。
   暑假期间，他在家里几乎闭门谢客。
   貌似休息得挺不错，但其实每天都没怎么浪费。
   几乎一有时间，就在虚拟空间里搞原型机。
   到了7月末，新的契机出现了。
   用了将近一年的时间，终于攒够了“震惊点”。
   江寒迅速点开“震惊商城”，拿下了一套垂涎已久的设计图：《量子计算机LV1-3》！
   之后，按捺下激动的心情，仔细浏览、分析。
   “原来如此！”
   对于量子计算机，系统有独特的评级标准。
   所谓LV1，就是指少于128量子位的原型机。
   按照这个标准，将来的“炫铃木”、“九章”，都能归属到LV1的范畴里。
   虽然也能叫“量子计算机”，但量子位不够多，又只能运行单一量子算法，所以实用性方面……
   有点一言难尽。
   江寒甚至有种感觉：系统的评级标准，是不是定得有点低了？
   LV2则是通用量子计算机。
   可以在不修改硬件结构的前提下，自由切换到其他量子算法。
   甚至可以拥有量子操作系统，运行大多数量子应用程序。
   而且，量子位也从几十、上百，一跃而提高到以Mb、Gb计算！
   这样的量子计算机，足以完成大多数科学计算任务。
   一些对量子计算机不设防的密码，比如RSA，不管多少位，原则上都能秒破！
   至于LV3，那就更加厉害了。
   首先是量子位数方面，已经不限制数量级了。
   而是对复杂度提出了一个新的、匪夷所思的要求：
   模拟！
   模拟智慧、模拟生命，甚至模拟一个世界、一个宇宙……
   哪怕是最低端的LV3量子计算机，其能力也是超乎想象的。
   比如模拟智慧。
   人类的大脑里，大约有上千亿神经元。
   要想模拟一个人的思维，哪怕一个神经元只用一个量子位来表示，也意味着以千亿计的量子位！
   江寒心生向往的同时，也对其实现难度，有一点头皮发麻。
   跟着若有所悟。
   他还记得，向导“沉睡”之前，留言说，需要一台量子计算机。
   也许就是指LV3？
   设计图到手了，自然要按图索骥，打造个LV3的量子计算机出来。
   否则如何对得起被花掉的海量震惊点？
   在虚拟空间里，江寒很有把握做到这一点。
   毕竟这里有不少取巧的办法。
   比如通过倒腾“空白图纸”，来加速建造。
   而且，这里还有着全世界乃至全宇宙最“干净”的实验环境……
  


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