學霸的科技樹第231章 量子計算機專案

周宇開完科學技術委員會會議，他就和田開院士一起來到計算機研究院量子計算機實驗室。

星火科技現在最重大的專案，就是量子計算機專案。

量子計算機分為兩個部分，田開院士負責量子計算機硬件部分。

基礎科學研究院主任魏天鵬和星火智慧公司總經理張雲強，負責量子計算機的軟體部分。

由魏天鵬主導，他主要負責量子計算機的量子演算法。

計算機發明以來，它對科技的促進作用有目共睹。

經典超級計算機執行人工智慧技術，都讓星火科技科研項目進度遠遠高於其他研究單位。

如果研發出平行計算能力非常出色的量子計算機，透過量子計算機強大的量子模擬功能，可以模擬任何科研項目。

量子計算機與經典計算機差距太大，他們簡直是跑在鐵軌上的馬車與高鐵之間的差別。

上世紀50年代，在經典計算機剛剛被人類發明，科學家們就發現能耗會導致計算機中的晶片發熱，極大地影響了晶片的集成度，從而限制了計算機的執行速度。

這就是田開院士放棄石墨烯晶片的重要原因，石墨烯晶片也屬於經典計算機結構。

哪怕是石墨烯電晶體耗能非常低，散熱速度也很出色，但數百萬個電晶體聚集在小小的晶片上，能耗產生的熱量也非常驚人。

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經典計算機的計算結構和電晶體材質，從根本上限制經典計算機的發展。

周宇和田開院士邊走向實驗室，邊聊一些量子計算機的知識。

現在使用的經典計算機，也可以看作是量子計算機的一種，經典計算機計算過程中有不可逆操作，這也是它產生能源消耗的原因。

科學家們早已經發現這個原因，也想到解決它們的辦法。

所有經典計算機都可以找到一種對應的可逆計算機，而且不影響運算能力。

經典計算機中的每一步操作都可以改造為可逆操作。

現實中受限於經典計算機的邏輯電路，這個想法無從實現，但量子計算機可以實現。

這完美契合量子力學，也是量子計算機研發的最基本原理。

量子力學可以用一個么正變換來表示計算機的計算過程。

經典計算機中，基本資訊單位為位元，運算物件是各種位元序列。

量子計算機中，基本資訊單位是量子位元，運算物件是量子位元序列。

兩種計算機運算物件名稱差距不大，本質差距卻非常大。

量子位元序列不但可以處於各種正交態的疊加態上，而且還可以處於糾纏態上。

這些特殊的量子態，提供了量子計算機最根本的並行運算能力。

量子計算機運算資料過程中，可以做任意的么正變換，在得到輸出態後，進行測量得出計算結果。

量子計算機對每一個疊加分量進行變換，所有這些變換同時完成，並按一定的概率幅疊加起來，給出結果，這種計算稱作量子平行計算。

量子計算機最根本的能力，就是具有龐大的平行計算能力。

經典計算機只能按照順序進行計算，這是受限於經典計算機完成邏輯運算的最基本結構，計算機的邏輯電路。

與或非三個門邏輯組成的邏輯電路，只能按照基本順序進行加法運算。

星火科技盤古二號超級計算機需要運算100年的資料。只需要30量子位元的量子計算機運算24小時。

量子計算機除了進行龐大的並行運算。它還可以模擬量子現象。

世界從本質上來說，就是由一個個量子組成，可以模擬量子現象，量子計算機就能模擬現實任何現象。

這個效果是經典計算機達不到，人工智慧墨子演算一個科學實驗，它本質上是進行大資料對比，找到最可能的結果。

量子計算機卻不一樣，一旦研發出真正可用的量子計算機，量子模擬可以99.9999%模擬出實驗能達到的現象。

甚至是模擬出一直不存在的極端環境，實驗可以實現的現象。透過量子模擬的實驗，只要條件符合，它在現實中一般可以復現出來。

但使用這個功能，需要龐大的運算能力，一個草履蟲就是由天文數字般的量子組成，想要對它進行模擬，那產生的資料超乎人們想象。

當使用量子模擬功能計算草履蟲，必須要計算組成草履蟲每一個量子的形態和執行軌跡。

把這個化為數學問題，就變成計算龐大的希爾伯特空間。它將會產生不切實際的天文數字。

有且只能有量子計算機，可以處理這麼龐大的資料。

周宇和田開院士走到量子計算機實驗室，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。

量子力學堪比高等數學，它是極為抽象的學科，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，重新學習量子力學，還能取得這麼大的成果。”

田開院士謙虛的說道:“我對量子力學只是略懂，我在量子力學領域的知識儲量，還真不如我們實驗室的年輕科學家。

比如我們量子計算機實驗室主管張偉，他就師從我國量子科學領域頂級專家潘建偉院士。

他的知識儲備比我還好，量子計算機絕大部分成果，都是他研發出來。”

田開一點也不居功，他對於量子計算機的貢獻，只不過是提出組建這個專案，招聘人才執行這個專案。

他起到統籌作用，特別是負責與魏天鵬等量子演算法開發者進行洽談。

田開院士笑著說道:“周總，其實只是瞭解量子力學，而不深入研究它，不怎麼費勁。

我用一個小故事，幫助你來理解量子力學。

假想一個放置在磁場中的原子，它像陀螺一樣旋轉，於是它的旋轉軸可以不是向上指，就是向下指。

常識告訴我們，原子的旋轉可能向上也可能向下，但不可能同時都進行。

但在量子的奇異世界中，原子被描述為兩種狀態的總和，一個向上轉的原子和一個向下轉的原子的總和。

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的總和來描述。

這也是量子力學一個著名的問題，薛定諤的貓。”

“薛定諤的貓，這是一個很著名的思想實驗。”

周宇臉上露出笑容，走進量子計算機實驗室，他不需要深刻理解量子理論，只要知道哪種理論是正確，並支援走在正確道路上的科學家。

判斷正確的道路，這對其他人很難，但對周宇一點不難，他腦海中的科技樹，完全能告訴他，哪個道路正確。