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《重生學神有系統》 第474章 量子計算機LV1-3

離開實驗室后,江寒先去了趟食堂。

吃完飯,他就獨自來到寢室附近的網球場。

剛開春,這裡還比較冷清,正好一邊散步,一邊思考。

從實驗過程中看,「量子管」應該沒太大問題。

之前打造的8量子位、16量子位的試驗機,效果都很不錯,在基礎量子演算法上,基本沒出過太大的問題。

至於干涉儀,剛開始的時候,工作不太穩定,但後來也慢慢被馴服了,不怎麼再「鬧脾氣」。

那麼,還有哪裡可能出問題呢?

量子接收

量子源?

江寒陷了深思……

量子世界里,有很多反常識、反直覺的東西,想起來特別燒腦。

作為量子理論較深層次的應用,量子計算機更是極其複雜。

就算是江寒,在思考有關問題時,仍然有相當吃力的覺。

上午他全程參與、用心觀察,得到了不第一手數據。

可惜的是,也許運氣不太好,往往剛解決一個問題,又冒出來更多。

有些莫名其妙的問題,一時之間分析不出原因,只能用窮舉法,逐一排查。

量子計算機是個龐大的系統工程,上千個互影響,發生故障時,往往不只是某個件的問題。

這種「複雜災難」所導致的Bug,排除起來異常艱難。

好吧,這也沒什麼可意外的。

如果量子計算容易搞,國國外早就一窩蜂衝上來了,也不到華國和科大……

范一說他需要好好想一想。

但按照正常的「歷史」軌跡,如果沒什麼意外的話,直到2020年12月,他才能「想通」一切,將「九章」呈現在世界面前!

一個學者最寶貴的十年,完全投在這一件事上。

就算最後功了,獲得應用的榮譽和輝煌,這樣的代價也太過沉重了些。

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江寒不希這樣。

所以,該開掛的時候,沒必要手

十分鐘后,江寒回到了寢室。

另外四個都在,大家紛紛提議,再組織一場麻「大賽」。

江寒搖了搖頭:「你們玩吧,我有點累。」

周新星善解人意:「那你趕休息吧。」

又對其他人說:「咱們也別玩了,省得吵到他。」

吳理舒嘆息:「沒老江組織,咱們玩起來有什麼意思?算了,不玩了。」

裴必勝想了想,說:「最近玩得太多,咱們也該收收心了。」

說著穿上外,準備出門。

「老裴,幹嘛去?」於樹問。

「自習室。」

於樹:「我也去。」

吳理舒和周新星對一眼,不約而同點頭。

「一起!」

不多時,寢室里便只剩下了江寒自己。

他匆匆洗漱了一下,便爬上床,進了虛擬空間。

他要在這裡,不打擾的,好好研究一下!

江寒點開商品列表,很快搜索到了「量子管」。

這玩意原理複雜,加工起來也不容易,價格倒是意外的不太貴。

只要3萬虛擬點(「學以致用」積分),就能換一個。

江寒直接下單,買了1萬個「量子管」。

子探測、量子源等件稍微貴了些,每一樣都要過億積分。

好在承擔得起,全部拿下。

自從發明了「自刷分」,十幾臺機械日夜不停,到現在已經刷出了不知幾萬億積分。

這種不用打細算的覺,真的相當不錯。

原料備齊。

江寒開始嘗試,在虛擬空間里搭建自己的量子原型機。

量子管雖然管夠,但起步的時候,當然還是先弄個簡單一點的。

江寒按照記憶,耗費足足上百個量子管,搭建出一個只有8個量子位的「迷你」量子原型機。

別看它只有8個量子位能用,但足足配置了十幾倍於這個數量的迥余量子門,用於產生糾錯碼。

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這是為了提高可靠,解決「退相干」。

這麼簡單的原型機,能做的事自然十分有限。

只能跑個極限簡化版Shor演算法,對不超過4個二進位位表示的數,進行因數分解。

比如:把21分解3×7。

所以驗算起來也很簡單,口算就行,完全不用出「晨曦III」和大規模計算陣列。

江寒連續工作了上千小時,這才搞定了這臺簡化版「九章」。

這還是他之前有過幾個月的「實習」經驗,否則說不定得多長時間,才能弄出來。

搭建完畢,江寒進行了簡單的測試。

隨便選取了幾個數,進行因數分解,結果完全正確。

江寒有點意外。

雖然自己從原理到結構都很悉,可也不該這麼順利吧?

寫個程序還時不時需要Debug呢,做量子計算機這麼簡單?

此後幾天,江寒每晚都泡在虛擬空間里。

所打造的原型機,也從8位輕鬆升級到了16位,可以運行Grover量子搜索演算法。

同樣的道理,能運行其他量子演算法的原型機,打造起來也不會比這個難多

只要據演算法需求,改原型機的結構,用「量子管」組合出正確的演算法就行。

當然,所有演算法必須簡化到16位之下才行。

對自己取得的階段勝利,江寒十分欣喜。

然而,正當他打算再次「升級」原型機,達到24或以上量子位時,卻遇到了意料之外的困難。

先前的經驗不再管用,無論怎麼嘗試,都無法讓原型機跑出正確的結果。

「所以……問題就在於複雜嗎?」

量子計算機每增加1個量子位,整結構的複雜度往往增加十幾倍,甚至幾十倍、上百倍!

這是量子計算的原理決定的,不管什麼技路線,都逃不過「複雜」這個怪的磨礪,或者說……

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江寒耐著子,一次次從失敗中汲取教訓,反覆思考其中的原理,慢慢積累著經驗。

一個多月後的一天,當江寒整整失敗了100次之後,轉機來了。

第101次,24位原型機再次試運行,終於得到了正確的運行結果。

江寒十分慨。

真不容易啊!

怪不得范一要花10多年時間,才能弄出只包含了76個有效量子位的「九章」。

量子計算機是真的不好搞。

原型機工作時,仍需要普通的計算機進行控制,輸、輸出數據。

江寒在一臺虛擬的高能經典計算機上,一陣作,很快編寫了一個程序,來自「出題」和「驗算」。

經過100億次驗證,這臺24個「QuBit」的原型機,工作十分穩定。

並不是總不出錯,而是所有的錯誤,都能用演算法糾正!

總之,江寒功了,實現了從16位量子計算,到24位的突破。

接下來,自然是繼續提高。

32位、48位、64位……

這不是一朝一夕之功。

直到大一臨近結束,江寒才勉強到了64位的門檻。

按照這個進度,想要搞出76位的九章,說不定還真得2~3年時間?

這還是江寒,換個人來……

好吧,換個人也不會這麼異想天開,一個人單槍匹馬搞原型機……

在弄出64位原型機后,江寒回到松江。

暑假期間,他在家貌似休息得不錯,但其實每天都沒怎麼浪費。

幾乎一有時間,就在虛擬空間里搞原型機。

到了7月末,新的契機出現了。

攢了將近一年,終於攢夠了「震驚點」。

江寒迅速點開「震驚商城」,拿下了一套垂涎已久的設計圖:《量子計算機LV1-3》!

之後,按捺下激的心,仔細瀏覽、分析。

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「原來如此!」

江寒終於確定了系統的評級標準。

所謂的量子計算機LV1,就是指於128量子位的原型機。

名字雖然做「量子計算機」,但量子位不夠多,又只能運行單一量子演算法,所以實用……

江寒甚至覺得,系統的評級標準,是不是定得有點低了?

按照這個標準,將來的「炫鈴木」、「九章」,完全可以都歸到LV1的範疇里。

LV2則是通用量子計算機。

可以在不修改結構的前提下,自由切換到其他量子演算法。

甚至可以擁有量子作系統,運行大多數量子應用程序。

而且,量子位也從幾十、上百,一躍而提高到以Mb、Gb計算!

這樣的量子計算機,足以完大多數科學計算任務。

一些不防量子計算機的碼,比如RSA,不管多位,原則上都能秒破!

至於LV3,那就更加厲害了。

首先是量子位數方面,已經不設數量級的下限了。

而是對複雜度提出了一個新的、匪夷所思的要求:模擬!

模擬智慧、模擬生命,甚至模擬一個世界、一個宇宙……

哪怕是最簡單的LV3量子計算機,其能力也是超乎想象的。

比如模擬智慧。

人類的大腦里,大約有上千億神經元。

要想模擬一個人的思維,哪怕一個神經元只用一個量子位來表示,也意味著以千億計的量子位!

江寒心生嚮往的同時,也對其實現難度,有一點頭皮發麻。

跟著若有所悟。

他還記得,嚮導「沉睡」之前,留言說,需要一臺量子計算機。

也許就是指LV3?

設計圖到手了,自然要按圖索驥,打造個LV3的量子計算機出來。

否則如何對得起,被花掉的海量震驚點?

在虛擬空間里,江寒很有把握做到這一點。

畢竟這裡有不取巧的辦法。

比如通過倒騰「空白圖紙」,來加速建造。

而且,這裡還有著全世界乃至全宇宙最「乾淨」的實驗環境……。

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