363章 量子计算机的验证
沈奇给了吴主任团队四天的休息时间，也是给自己一些缓冲时间。 《霍奇猜想拓扑学方法》这个版块是沈奇起的头，吴主任当初一拍即合，咱们中心跟着沈教授干大事！ 三大版块中最具创造性的是沈奇主抓的代数几何版块，最复杂的是吴主任负责的拓扑学版块。 本来就很复杂，现在被吴主任越研究越复杂，沈奇当场给不出解答，所以建议放假四天。 这四天中沈奇和盘院士秘密见了一面，解答盘院士的困惑。 这栋大楼四处安装摄像头，24小时无死角监控，属于保密性质最高的科研机构。 “所以通过这些生成函数导入素数载体，从而连接量子混沌系统，黎曼定理的基础性质保证了量子密钥的绝对安全……理论上貌似无懈可击，但是沈教授，你的深奥理论和自创的方程组，我们的QPU计算了两个月也没个结果啊！”几个月不见，盘院士的白发添了不少。 Q即Quantum（量子），QPU是量子处理器，一台量子计算机中最核心的硬件。 “是不是实验过程中出了偏差？”沈奇皱了皱眉头，关于理论方面他已解释的很清楚，问题是盘院士的量子计算机不买账。 无法被实验证明的理论，是不能投入大规模应用的。 盘院士非常着急，他知道全世界研究这个领域的顶尖团队不止他一家，至少美国柯朗研究所也在干着类似的事情。 “跟我来。”盘院士拽着沈奇手，强行拉着沈奇跟他走。 “去哪？”沈奇问到。 “实验室。”盘院士拉着沈奇七拐八弯，来到一扇金属门之前。 盘院士取下眼镜刷瞳孔，金属门滑移打开，沈奇终于见到并进入了传说中的中国量子计算机实验室。 工作人员拿来两件干净的白大褂，盘院士、沈奇一人一件披上，这是科研人员的战衣，他们在另一条战线上为国征战。 沈奇原以为屡创世界纪录、刷出18个量子比特纠缠的盘字号量子计算机，是一部带有科幻色彩的酷炫机器。 这台量子计算机就在沈奇眼前，酷倒是很酷，就是有点乱。 盘院士团队自主研发的中国量子计算机系统外壳高度超过4米，有三米多宽。 硬件包括复杂的低温制冷系统、防护罩、I/O系统，两只手指那么粗的缆线在实验室内纵横交错，沈奇差点被缆线绊倒。 缆线中的大部分连接到制冷系统，闭式循环冰箱中的液氮24小时维持零下273.135摄氏度的低温。 这么多复杂的硬件只为支持小拇指盖般大小的QPU，由容纳着若干铌制微型环晶格组成的量子处理器脆弱而敏感，它只能在绝对零度附近的温度中正常运行，以屏蔽磁场、隔离震动等外部因素的干扰。 量子密码的实现依赖于量子基础物理，也就是说量子密码只能运用于以量子物理为基础的应用场景中。 经过科学家多年的努力，量子计算机由概念发展为实物。 拥有一台真正意义上量子计算机的国家并不多，美、中、日、德、加，就这么几个国家，加拿大的GDP排名世界第十，另外四个国家是世界前四。 “我这挺乱的。”盘院士不好意思的说到。 “确实，比我在普林斯顿的办公室乱多了。”沈奇笑道，完事补充一句：“但你这里随便带出去一个小零件，其价格都能买下我办公室里的所有实验设备。” “言归正传，我们开始吧，沈奇。”盘院士和工作人员检查一起检查量子计算机的软件硬件，确认无误后实验开始。 主屏幕上刷出大量数据，它们不停的翻滚，量子力学认为，微观物体可以处于一种“似是而非”的状态，即一个原子可以同时处于两种状态。 与传统计算机使用0或者1的比特来存储信息不同，量子比特存储的信息可能是0，可能是1，也有可能既是0也是1。 量子密钥按某种规律开始分配，这个过程依靠量子比特的传输来实现。 光量子源源不断产生，它们在QPU的调度下遵循海森堡测不准原理，在进行测量时，对其中一组量的精确测量必然导致另一组量的完全不确定。 “Alice一切正常！” “Bob一切正常！” 工作人员操作机器的同时严密监控数据变化，他们反复喊着两个人的名字，Alice和Bob。 你可以理解为Alice是位小萝莉，Bob是她的小伙伴，两位虚拟人物仅存在于量子通信实验中。 在8192个量子比特和15000个耦合器构建的虚拟乐园中，Alice和Bob做起了量子游戏： Alice以线偏振和圆偏振光子的4个偏振方向为基础产生一个随机量子比特串。 Alice通过量子传输信道将量子比特串S发送给Bob。 Bob随机选择线偏振光子和圆偏振光子作为测量基序列测量他所接收到的光子。 Bob通过经典信道通知Alice他所选定的测量基序列。 Alice和Bob将量子态编码成二进制比特。 …… 一直到这里，Alice和Bob都是按BB84协议进行量子间的游戏。 QPU飞速穿越时空，它步伐轻松的带领Alice和Bob来到90年代，在EPR协议下，Alice和Bob继续愉快的玩耍。 工作人员：“Alice没有问题！” 工作人员：“Bob没有问题！” 盘院士如果带着它的量子计算机穿越到90年代，那他几乎是无敌的。 然而现在是21世纪，老一套已经过时了。 QPU拖拽Alice和Bob，步履蹒跚的进入21世纪。 在21世纪，盘院士不相信任何外国团队创立的理论，他只相信自己的团队。 但问题是，盘院士的团队给不出理论上完美的新方案，他们不是理论学家，他们是一群顶尖的应用学家。 所以盘院士邀请中国基础理论大师沈奇帮他解决问题。 21世纪的量子密码界群雄割据，这是没有硝烟的战场。 深受盘院士信任的沈奇，他给出的理论方案被输入量子计算机系统。 沈奇烧脑好几个月独创的厄米特多项式的新微分表达隆重登场。 基于算符厄米特多项式的正规乘积形式，瞬间生成数万组新的生成函数。 之前从没有人见过这数万组新的生成函数，包括沈奇在内。 沈奇眼睛瞪的老大死死盯着住屏幕，他给出的是一条理论原则，量子计算机在他的理论基础上计算出所有可能性。 QPU刷新数据的速度越来越慢，Alice和Bob变的老态龙钟，他俩再也不能像孩提时代那般活蹦乱跳。 “Alice罢工！” “Bob罢工！” “QPU不太稳定了，盘院士！” 工作人员喊了起来。 “开启备用液氮制冷系统！”盘院士当机立断做出指挥。 备用液氮制冷系统投入使用，在双制冷系统的保驾护航之下，脆弱敏感的QPU终于恢复常态。 实验室的全部机器满负荷运行，面积占整栋科研大楼3%的实验室，消耗了全楼90%以上的用电量。 “Alice和Bob每次进入这个环节，总会出现问题。”盘院士对沈奇说到。 “运算量太大了，重点是Alice和Bob对于我的运算逻辑，貌似有点不适。”沈奇凝眉沉思，他想帮助Alice和Bob迈出关键的一步。 盘院士无奈的说到：“看来电脑超越人脑在短期内难以实现，至少我的QPU难以驾驭沈奇你的理论，它快被你玩坏了。”