第231章 量子计算机项目

　　周宇开完科学技术委员会会议，他就和田开院士一起来到计算机研究院量子计算机实验室。


　　星火科技现在最重大的项目，就是量子计算机项目。


　　量子计算机分为两个部分，田开院士负责量子计算机硬件部分。


　　基础科学研究院主任魏天鹏和星火智能公司总经理张云强，负责量子计算机的软件部分。


　　由魏天鹏主导，他主要负责量子计算机的量子算法。


　　计算机发明以来，它对科技的促进作用有目共睹。


　　经典超级计算机运行人工智能技术，都让星火科技科研项目进度远远高于其他研究单位。


　　如果研发出并行计算能力非常出色的量子计算机，通过量子计算机强大的量子模拟功能，可以模拟任何科研项目。


　　量子计算机与经典计算机差距太大，他们简直是跑在铁轨上的马车与高铁之间的差别。


　　上世纪50年代，在经典计算机刚刚被人类发明，科学家们就发现能耗会导致计算机中的芯片发热，极大地影响了芯片的集成度，从而限制了计算机的运行速度。


　　这就是田开院士放弃石墨烯芯片的重要原因，石墨烯芯片也属于经典计算机结构。


　　哪怕是石墨烯晶体管耗能非常低，散热速度也很出色，但数百万个晶体管聚集在小小的芯片上，能耗产生的热量也非常惊人。


　　经典计算机的计算结构和晶体管材质，从根本上限制经典计算机的发展。


　　周宇和田开院士边走向实验室，边聊一些量子计算机的知识。


　　现在使用的经典计算机，也可以看作是量子计算机的一种，经典计算机计算过程中有不可逆操作，这也是它产生能源消耗的原因。


　　科学家们早已经发现这个原因，也想到解决它们的办法。


　　所有经典计算机都可以找到一种对应的可逆计算机，而且不影响运算能力。


　　经典计算机中的每一步操作都可以改造为可逆操作。


　　现实中受限于经典计算机的逻辑电路，这个想法无从实现，但量子计算机可以实现。


　　这完美契合量子力学，也是量子计算机研发的最基本原理。


　　量子力学可以用一个幺正变换来表示计算机的计算过程。


　　经典计算机中，基本信息单位为比特，运算对象是各种比特序列。


　　量子计算机中，基本信息单位是量子比特，运算对象是量子比特序列。


　　两种计算机运算对象名称差距不大，本质差距却非常大。


　　量子比特序列不但可以处于各种正交态的叠加态上，而且还可以处于纠缠态上。


　　这些特殊的量子态，提供了量子计算机最根本的并行运算能力。


　　量子计算机运算数据过程中，可以做任意的幺正变换，在得到输出态后，进行测量得出计算结果。


　　量子计算机对每一个叠加分量进行变换，所有这些变换同时完成，并按一定的概率幅叠加起来，给出结果，这种计算称作量子并行计算。


　　量子计算机最根本的能力，就是具有庞大的并行计算能力。


　　经典计算机只能按照顺序进行计算，这是受限于经典计算机完成逻辑运算的最基本结构，计算机的逻辑电路。


　　与或非三个门逻辑组成的逻辑电路，只能按照基本顺序进行加法运算。


　　星火科技盘古二号超级计算机需要运算100年的数据。只需要30量子比特的量子计算机运算24小时。


　　量子计算机除了进行庞大的并行运算。它还可以模拟量子现象。


　　世界从本质上来说，就是由一个个量子组成，可以模拟量子现象，量子计算机就能模拟现实任何现象。


　　这个效果是经典计算机达不到，人工智能墨子演算一个科学实验，它本质上是进行大数据对比，找到最可能的结果。


　　量子计算机却不一样，一旦研发出真正可用的量子计算机，量子模拟可以99.9999%模拟出实验能达到的现象。


　　甚至是模拟出一直不存在的极端环境，实验可以实现的现象。通过量子模拟的实验，只要条件符合，它在现实中一般可以复现出来。


　　但使用这个功能，需要庞大的运算能力，一个草履虫就是由天文数字般的量子组成，想要对它进行模拟，那产生的数据超乎人们想象。


　　当使用量子模拟功能计算草履虫，必须要计算组成草履虫每一个量子的形态和运行轨迹。


　　把这个化为数学问题，就变成计算庞大的希尔伯特空间。它将会产生不切实际的天文数字。


　　有且只能有量子计算机，可以处理这么庞大的数据。


　　周宇和田开院士走到量子计算机实验室，他感慨道:“量子理论太复杂，我也只知道一些浅显的理论，太深的理论根本就无法弄懂。


　　量子力学堪比高等数学，它是极为抽象的学科，如果没有高度抽象思维，根本无法理解他。


　　我真佩服田院士，您都这么大岁数，重新学习量子力学，还能取得这么大的成果。”


　　田开院士谦虚的说道:“我对量子力学只是略懂，我在量子力学领域的知识储量，还真不如我们实验室的年轻科学家。


　　比如我们量子计算机实验室主管张伟，他就师从我国量子科学领域顶级专家潘建伟院士。


　　他的知识储备比我还好，量子计算机绝大部分成果，都是他研发出来。”


　　田开一点也不居功，他对于量子计算机的贡献，只不过是提出组建这个项目，招聘人才运行这个项目。


　　他起到统筹作用，特别是负责与魏天鹏等量子算法开发者进行洽谈。


　　田开院士笑着说道:“周总，其实只是了解量子力学，而不深入研究它，不怎么费劲。


　　我用一个小故事，帮助你来理解量子力学。


　　假想一个放置在磁场中的原子，它像陀螺一样旋转，于是它的旋转轴可以不是向上指，就是向下指。


　　常识告诉我们，原子的旋转可能向上也可能向下，但不可能同时都进行。


　　但在量子的奇异世界中，原子被描述为两种状态的总和，一个向上转的原子和一个向下转的原子的总和。


　　在量子的奇妙世界中，每一种物体都被使用所有不可思议状态的总和来描述。


　　这也是量子力学一个著名的问题，薛定谔的猫。”


　　“薛定谔的猫，这是一个很著名的思想实验。”


　　周宇脸上露出笑容，走进量子计算机实验室，他不需要深刻理解量子理论，只要知道哪种理论是正确，并支持走在正确道路上的科学家。


　　判断正确的道路，这对其他人很难，但对周宇一点不难，他脑海中的科技树，完全能告诉他，哪个道路正确。


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