全能科技巨頭 第307章:葉華最“失敗”的一次演講

當(dāng)在場(chǎng)的學(xué)生們知道他要講的主題是跟量子力學(xué)有關(guān)的時(shí)候，頓時(shí)一大片的文科生未聽先懵一會(huì)兒，因?yàn)樗麄冎乐灰婕暗懒孔恿W(xué)，絕對(duì)是勸退系列，太難懂了。

文科生們對(duì)量子力學(xué)最熟悉的，也許就是那只既是死貓也是活貓的“薛定諤的貓”了吧。然后，懵逼了一會(huì)兒，還能同時(shí)存在兩種狀態(tài)，既是死的也是活的？

這場(chǎng)演講也是在校內(nèi)論壇直播，調(diào)皮的評(píng)論已經(jīng)開始“打擾了”。

倒是在場(chǎng)的理工男們，興致使然，尤其是專精計(jì)算機(jī)學(xué)科的學(xué)生們，都穩(wěn)如老狗，表示毫無(wú)壓力。

舞臺(tái)上，葉華侃侃而道

“……我們現(xiàn)在做研究，是應(yīng)用在計(jì)算機(jī)上的超導(dǎo)技術(shù)，叫做約瑟夫森結(jié)，從名字就看得出來(lái)，約瑟夫森就是開拓者了。很神奇，本身超導(dǎo)就很神奇，我盡量講的通俗易懂一點(diǎn)，那什么是超導(dǎo)呢？大家應(yīng)該都知道，簡(jiǎn)單說(shuō)就是沒有電阻，超導(dǎo)現(xiàn)象在一百多年前就被人類發(fā)現(xiàn)了，那肯定是量子效應(yīng)，微觀層面的，因?yàn)楹暧^不會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象。”

“超導(dǎo)的cbs微觀理論……為了照顧其他非專業(yè)的同學(xué)們，咱們就不去深入探究這個(gè)cbs是什么，它說(shuō)的是超導(dǎo)現(xiàn)象的形成是金屬當(dāng)中某兩個(gè)電子可以形成，這兩個(gè)電子彼此自旋和動(dòng)量相反。可以在晶格中無(wú)損耗移動(dòng)，所以才有了超導(dǎo)電流，在此基礎(chǔ)上人們開始進(jìn)行更深一步的研究，當(dāng)然我們也有科研團(tuán)隊(duì)在深入研究。”

“有人就發(fā)現(xiàn)，在某些特殊的情況下，超導(dǎo)體即使沒有電壓也可以通過電流，這不難理解，因?yàn)闆]有電阻嘛，但具體是怎么形成的？”

“兩個(gè)超導(dǎo)體中間用一個(gè)很薄的材料連起來(lái)，而這個(gè)材料可以是絕緣體，也可以是正常的導(dǎo)體，還可以是削弱過的超導(dǎo)體，比如中間某一段給它弄細(xì)一點(diǎn)，這三種情況下只要電流通過超導(dǎo)了，之后就不用再繼續(xù)施加電壓了，電流就不斷的流過這個(gè)設(shè)備，這就是所謂的約瑟夫森結(jié)。”

“可能有大家會(huì)疑問了，絕緣了怎么還能繼續(xù)導(dǎo)電呢？哎！它還就是了，量子世界就是這么神奇，在業(yè)內(nèi)的術(shù)語(yǔ)，這就叫量子的隧穿效應(yīng)，也叫量子的隧道效應(yīng)。”

“對(duì)于一個(gè)量子而言，即使它前面是堅(jiān)硬致密的墻，也能在極高概率上傳過去，這才是對(duì)沒有密不透風(fēng)的墻的最佳詮釋，就是量子隧穿。”

“這個(gè)效應(yīng)很重要，如果沒有量子隧穿效應(yīng)，地球上很可能就不會(huì)具備誕生生命的條件，因?yàn)樘?yáng)就不會(huì)那么熱，太陽(yáng)內(nèi)部的輻射就是通過量子隧穿效應(yīng)達(dá)到外部的。”

“值得一提的是再次做出卓絕貢獻(xiàn)的科學(xué)家約瑟夫森，他晚年比較奇怪，也不晚，中年吧大概，他自從看到了貝爾不等式之后，就覺得量子糾纏這種‘鬼魅般的超距作用’太神奇了，著了迷一般無(wú)法自拔，自那以后他就開始去研究心靈感應(yīng)、意念控制這些神奇玩意。”

“在當(dāng)時(shí)的物理學(xué)家們都覺得這個(gè)聰明的腦袋已經(jīng)被物理學(xué)給毀了，著實(shí)可惜。”

“當(dāng)傳統(tǒng)的芯片精度已經(jīng)做到了極致，摩爾定律已經(jīng)失效了，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)陷入了停滯，人們堅(jiān)信下一個(gè)突破就是量子芯片、量子計(jì)算機(jī)了。”

“那么關(guān)于量子計(jì)算機(jī)，這個(gè)就說(shuō)來(lái)話長(zhǎng)了，涉及的專業(yè)知識(shí)也非常的多，這里我就簡(jiǎn)單的說(shuō)一說(shuō)迪文森這個(gè)學(xué)者為量子計(jì)算機(jī)定下的標(biāo)準(zhǔn)，也就是所謂的迪文森標(biāo)準(zhǔn)，說(shuō)實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算機(jī)必須要同時(shí)具備五條標(biāo)準(zhǔn)，哪五條？”

“第一條具有可以良好表征的量子比特并且可拓展。”

“可拓展就是可以集成，集成電路我們當(dāng)然都熟悉，而良好表征用計(jì)算機(jī)術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)，就是每個(gè)量子比特必須能夠單獨(dú)尋址，這很重要。”

“第二條必須要有一種方法能夠在計(jì)算之前將所有的量子比特設(shè)置為0。”

“也就是初始化，這事情說(shuō)起來(lái)簡(jiǎn)單，做起來(lái)非常不容易。現(xiàn)在的技術(shù)基本上都是對(duì)每個(gè)量子比特單獨(dú)操作，因?yàn)樯俾铮珕栴}是多了之后呢？你怎么去一鍵初始化？目前還沒有辦法，問題找到了，那解決問題就是我們科研部門攻克的主題。”

“第三條要有一套通用的量子邏輯門。”

“什么意思？我們知道在經(jīng)典計(jì)算機(jī)中是用晶體管的狀態(tài)來(lái)表示1或0的，這個(gè)狀態(tài)具體怎么實(shí)現(xiàn)？就是電平的高和低，然后通過一系列的邏輯門進(jìn)行運(yùn)算，邏輯門也就是晶體管，通過特殊的布置就能實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算。”

“打個(gè)比方，如果兩個(gè)高電平打過來(lái)，它代表兩個(gè)1，然后通過一個(gè)與門，最后輸出一個(gè)高電平，代表1，那整體的過程就是真（1）與真（1）真（1）。”

“計(jì)算機(jī)為什么會(huì)產(chǎn)生熱量呢？因?yàn)槲以瓉?lái)兩個(gè)比特的兩個(gè)信息1，通過與門之后變成了1個(gè)比特的信息了，而丟掉了1個(gè)比特，所以產(chǎn)生了熱量。”

“注意，產(chǎn)生熱量和丟失信息有關(guān)，而且是直接原因，和這個(gè)過程中與是否可逆是沒有必然聯(lián)系的，什么意思？”

“就比如說(shuō)剛剛的例子，那么現(xiàn)在有一道題，或有兩個(gè)電平打過來(lái)了，但是不知道高低，通過一個(gè)與門之后，輸出了一個(gè)1，那請(qǐng)問兩個(gè)輸入的信息是什么？”

“通過與門輸出1，就只能是輸入兩個(gè)1啊，所以這個(gè)過程你能輕松推出答案，因此它是可逆的。”

“但為什么又說(shuō)與門還是不可逆門呢？”

“改一下就行了，比如說(shuō)兩個(gè)輸入打過來(lái)了，通過與門輸出的結(jié)果是0，那輸入是什么？它可能都是0，可能上面是1下面是0，也可能上面是0下面是1，所以就會(huì)發(fā)現(xiàn)，確定不了那就無(wú)法明確一對(duì)一映射回輸入了，這就情況就是不可逆。”

“但是‘非門’就不一樣，你只要告訴我輸出，不管是什么，我都知道輸入是和輸出相反的，所以與門是不可逆門，非門是可逆門。”

“那可逆門有什么特點(diǎn)？就是你輸入多少我就輸出多少，沒有丟失信息，所以在計(jì)算機(jī)的過程中不會(huì)產(chǎn)生熱量。”

“可能有同學(xué)就要質(zhì)疑了，說(shuō)非門怎么可能不產(chǎn)生熱量？通電流怎么可能不產(chǎn)生熱量呢？難不成我上的是假的物理課？”

場(chǎng)下一大波文科生在懵逼中順帶一起哄笑，不少人一臉不明覺厲，而一部分妹紙根本就不在乎聽不聽得懂，反正是過來(lái)看心中那個(gè)偶像的說(shuō)。

“當(dāng)然大家學(xué)的物理都沒錯(cuò)，但是要注意，我這里說(shuō)的是在計(jì)算的過程中不因丟失信息而產(chǎn)生熱量，而丟失信息所產(chǎn)生的熱量是cpu產(chǎn)生熱量的最主要來(lái)源。所以我們發(fā)現(xiàn)只要一用電腦，產(chǎn)生大量信息傳輸時(shí)cpu就會(huì)越來(lái)越熱，就是這個(gè)原因。”

非專業(yè)的學(xué)生，大部分文科生頓時(shí)一臉恍然，電腦大家可都在用，再熟悉不過的電產(chǎn)品了，知道電腦的cpu會(huì)發(fā)熱已經(jīng)是一種常識(shí)，但為什么會(huì)發(fā)熱，原因在那里卻很多人不知道，葉華這么一說(shuō)現(xiàn)在知道了。

“那能不能把經(jīng)典計(jì)算機(jī)中的不可逆門變成可逆門呢？還真有人在理論上給出了幾種方案，你比如說(shuō)一種是把邏輯門的輸入和輸出都改成三個(gè)，再比如一種邏輯運(yùn)算叫異或運(yùn)算，與之對(duì)應(yīng)的就是異或門，二進(jìn)制的加法就是通過它來(lái)完成的。”

“異或門和與門可以組成半加器，異或門的可逆版本就叫受控非門，在量子算法中很重要的一個(gè)量子邏輯門就是雙量子比特的受控非門，但是要注意一點(diǎn)，這里是通過量子糾纏來(lái)實(shí)現(xiàn)了，而不是通過傳統(tǒng)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。”

“那量子計(jì)算機(jī)都是量子了，而不是晶體管了，所以沒有電路。”

“第四條要有一種有效解決退相干問題的辦法。”

“也就是量子編碼原理。”

“最后一條必須要能通過測(cè)量量子比特得到想要的信息答案。”

“這就隱藏了一個(gè)所謂效率問題了，著名的量子秀爾算法可以做到在測(cè)量上想要的結(jié)果相干相長(zhǎng)，不想要的結(jié)果相干相消。但過程是需要通過反復(fù)測(cè)量才能得到，換句話說(shuō)你測(cè)量的次數(shù)越多，結(jié)果就越準(zhǔn)確，但理論上無(wú)法給出100的正確答案，只能無(wú)限接近，所以有沒有更好的辦法通過計(jì)算之后的量子比特得出答案呢？”

“這是我們的團(tuán)隊(duì)正在主攻的研究方向，也是世界業(yè)內(nèi)的研究機(jī)構(gòu)或團(tuán)隊(duì)都在試圖揭開的一大謎底。”

“到目前為止，世界上還沒有任何一臺(tái)機(jī)器能夠同時(shí)完美的滿足以上五條標(biāo)準(zhǔn)，所以量子計(jì)算機(jī)的研究任重而道遠(yuǎn)。”

舞臺(tái)上，臨近尾聲，葉華看向場(chǎng)不由得自侃笑道“好吧，我覺得今天這場(chǎng)演講是我有講以來(lái)最失敗的一次，因?yàn)橄旅嬉淮笃硕悸牭没杌栌！?p/> 頓時(shí)，場(chǎng)迎來(lái)一陣哄笑聲，理工科的學(xué)生表示聽的毫無(wú)壓力，旁邊要是有文科生，莫名的感到得意，就膨脹一下。

臺(tái)上的葉華繼續(xù)說(shuō)道“不管怎么說(shuō)，我更愿意把自己標(biāo)榜為一名科技工作者并以此為榮，今天這場(chǎng)演講算是一場(chǎng)通俗易懂的科普演講吧，其實(shí)我覺得科技工作者或者科學(xué)家們除了埋頭搞研究，為廣大民眾科普是我們這個(gè)群體的義務(wù)。”

“我們國(guó)家就是科普工作做的還不夠好，我看到網(wǎng)上一些關(guān)于科學(xué)的文章，拉到評(píng)論區(qū)的時(shí)候看到的留言都是懵逼的點(diǎn)進(jìn)進(jìn)來(lái)，然后懵逼的走了。”

又是引來(lái)一陣哄笑聲，葉華說(shuō)道“這就導(dǎo)致一個(gè)很不好的現(xiàn)象，科學(xué)就給民眾的感覺跟他們毫無(wú)關(guān)系，好遙遠(yuǎn)，神秘，所以才有這么多懵逼來(lái)懵逼走的評(píng)論留言。”

“我覺得這對(duì)培養(yǎng)廣大群眾的科學(xué)興趣與愛好是很不利的。其實(shí)科學(xué)很簡(jiǎn)單，科學(xué)也很有趣，很奇妙，只有你去了解它，才會(huì)發(fā)現(xiàn)它的美，它不神秘，因?yàn)槟銢]去了解當(dāng)然神秘了，了解之后其實(shí)就是那么一回事，科學(xué)就是一個(gè)求真的過程。”

“總的來(lái)說(shuō)，這是做了一場(chǎng)科普式的演講，說(shuō)了說(shuō)當(dāng)下世界最前沿?zé)衢T的超導(dǎo)技術(shù)、量子計(jì)算機(jī)這些，由于時(shí)間關(guān)系只能聊到這兒了。”

“超導(dǎo)技術(shù)是量子計(jì)算機(jī)的眾多技術(shù)中的一大熱門技術(shù)之一，量子計(jì)算機(jī)的研究任重道遠(yuǎn)，但如果按照以往的歷史規(guī)律來(lái)看，到了今天這個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)也該差不多出現(xiàn)一個(gè)馮諾依曼、狄拉克這樣的科學(xué)界天才大神，給所有人打開一扇門，非常期待這位天才的誕生，也許就是在座的各位同學(xué)中的某一個(gè)，誰(shuí)知道呢？要知道我們復(fù)大可是出了很多量子領(lǐng)域的高材生啊，比如張首晟先生。”

“但我想該出現(xiàn)這么一位新的大神級(jí)人物了，我們拭目以待。”