七子小说网 > 科幻小说 > 全能科技巨头 > 第307章:叶华最“失败”的一次演讲
    当在场的学生们知道他要讲的主题是跟量子力学有关的时候,顿时一大片的文科生未听先懵一会儿,因为他们知道只要涉及道量子力学,绝对是劝退系列,太难懂了。

    文科生们对量子力学最熟悉的,也许就是那只既是死猫也是活猫的“薛定谔的猫”了吧。然后,懵逼了一会儿,还能同时存在两种状态,既是死的也是活的?

    这场演讲也是在校内论坛直播,调皮的评论已经开始“打扰了”。

    倒是在场的理工男们,兴致使然,尤其是专精计算机学科的学生们,都稳如老狗,表示毫无压力。

    舞台上,叶华侃侃而道:

    “……我们现在做研究,是应用在计算机上的超导技术,叫做约瑟夫森结,从名字就看得出来,约瑟夫森就是开拓者了。很神奇,本身超导就很神奇,我尽量讲的通俗易懂一点,那什么是超导呢?大家应该都知道,简单说就是没有电阻,超导现象在一百多年前就被人类发现了,那肯定是量子效应,微观层面的,因为宏观不会出现这种现象。”

    “超导的cbs微观理论……为了照顾其他非专业的同学们,咱们就不去深入探究这个cbs是什么,它说的是超导现象的形成是金属当中某两个电子可以形成,这两个电子彼此自旋和动量相反。可以在晶格中无损耗移动,所以才有了超导电流,在此基础上人们开始进行更深一步的研究,当然我们也有科研团队在深入研究。”

    “有人就发现,在某些特殊的情况下,超导体即使没有电压也可以通过电流,这不难理解,因为没有电阻嘛,但具体是怎么形成的?”

    “两个超导体中间用一个很薄的材料连起来,而这个材料可以是绝缘体,也可以是正常的导体,还可以是削弱过的超导体,比如中间某一段给它弄细一点,这三种情况下只要电流通过超导了,之后就不用再继续施加电压了,电流就不断的流过这个设备,这就是所谓的约瑟夫森结。”

    “可能有大家会疑问了,绝缘了怎么还能继续导电呢?哎!它还就是了,量子世界就是这么神奇,在业内的术语,这就叫量子的隧穿效应,也叫量子的隧道效应。”

    “对于一个量子而,即使它前面是坚硬致密的墙,也能在极高概率上传过去,这才是对没有密不透风的墙的最佳诠释,就是量子隧穿。”

    “这个效应很重要,如果没有量子隧穿效应,地球上很可能就不会具备诞生生命的条件,因为太阳就不会那么热,太阳内部的辐射就是通过量子隧穿效应达到外部的。”

    “值得一提的是再次做出卓绝贡献的科学家约瑟夫森,他晚年比较奇怪,也不晚,中年吧大概,他自从看到了贝尔不等式之后,就觉得量子纠缠这种‘鬼魅般的超距作用’太神奇了,着了迷一般无法自拔,自那以后他就开始去研究心灵感应、意念控制这些神奇玩意。”

    “在当时的物理学家们都觉得这个聪明的脑袋已经被物理学给毁了,着实可惜。”

    “当传统的芯片精度已经做到了极致,摩尔定律已经失效了,半导体产业陷入了停滞,人们坚信下一个突破就是量子芯片、量子计算机了。”

    “那么关于量子计算机,这个就说来话长了,涉及的专业知识也非常的多,这里我就简单的说一说迪文森这个学者为量子计算机定下的标准,也就是所谓的迪文森标准,说实现量子计算机必须要同时具备五条标准,哪五条?”

    “第一条: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,集成电路我们当然都熟悉,而良好表征用计算机术语来说,就是每个量子比特必须能够单独寻址,这很重要。”

    “第二条:必须要有一种方法能够在计算之前将所有的量子比特设置为0。”

    “也就是初始化,这事情说起来简单,做起来非常不容易。现在的技术基本上都是对每个量子比特单独操作,因为少嘛,但问题是多了之后呢?你怎么去一键初始化?目前还没有办法,问题找到了,那解决问题就是我们科研部门攻克的主题。”

    “第三条:要有一套通用的量子逻辑门。”

    “什么意思?我们知道在经典计算机中是用晶体管的状态来表示1或0的,这个状态具体怎么实现?就是电平的高和低,然后通过一系列的逻辑门进行运算,逻辑门也就是晶体管,通过特殊的布置就能实现逻辑运算。”

    “打个比方,如果两个高电平打过来,它代表两个1,然后通过一个与门,最后输出一个高电平,代表1,那整体的过程就是真(1)与真(1)=真(1)。”

    “计算机为什么会产生热量呢?因为我原来两个比特的两个信息1,通过与门之后变成了1个比特的信息了,而丢掉了1个比特,所以产生了热量。”

    “注意,产生热量和丢失信息有关,而且是直接原因,和这个过程中与是否可逆是没有必然联系的,什么意思?”

    “就比如说刚刚的例子,那么现在有一道题,或有两个电平打过来了,但是不知道高低,通过一个与门之后,输出了一个1,那请问两个输入的信息是什么?”

    “通过与门输出1,就只能是输入两个1啊,所以这个过程你能轻松推出答案,因此它是可逆的。”

    “但为什么又说与门还是不可逆门呢?”

    “改一下就行了,比如说两个输入打过来了,通过与门输出的结果是0,那输入是什么?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,所以就会发现,确定不了那就无法明确一对一映射回输入了,这就情况就是不可逆。”

    “但是‘非门’就不一样,你只要告诉我输出,不管是什么,我都知道输入是和输出相反的,所以与门是不可逆门,非门是可逆门。”

    “那可逆门有什么特点?就是你输入多少我就输出多少,没有丢失信息,所以在计算机的过程中不会产生热量。”

    “可能有同学就要质疑了,说非门怎么可能不产生热量?通电流怎么可能不产生热量呢?难不成我上的是假的物理课?”

    场下一大波文科生在懵逼中顺带一起哄笑,不少人一脸不明觉厉,而一部分妹纸根本就不在乎听不听得懂,反正是过来看心中那个偶像的说。

    “当然大家学的物理都没错,但是要注意,我这里说的是在计算的过程中不因丢失信息而产生热量,而丢失信息所产生的热量是cpu产生热量的最主要来源。所以我们发现只要一用电脑,产生大量信息传输时cpu就会越来越热,就是这个原因。”

    非专业的学生,大部分文科生顿时一脸恍然,电脑大家可都在用,再熟悉不过的电产品了,知道电脑的cpu会发热已经是一种常识,但为什么会发热,原因在那里却很多人不知道,叶华这么一说现在知道了。

    “那能不能把经典计算机中的不可逆门变成可逆门呢?还真有人在理论上给出了几种方案,你比如说一种是把逻辑门的输入和输出都改成三个,再比如一种逻辑运算叫异或运算,与之对应的就是异或门,二进制的加法就是通过它来完成的。”

    “异或门和与门可以组成半加器,异或门的可逆版本就叫受控非门,在量子算法中很重要的一个量子逻辑门就是双量子比特的受控非门,但是要注意一点,这里是通过量子纠缠来实现了,而不是通过传统电路来实现。”

    “那量子计算机都是量子了,而不是晶体管了,所以没有电路。”

    “第四条:要有一种有效解决退相干问题的办法。”

    “也就是量子编码原理。”

    “最后一条:必须要能通过测量量子比特得到想要的信息答案。”

    “这就隐藏了一个所谓效率问题了,著名的量子秀尔算法可以做到在测量上想要的结果相干相长,不想要的结果相干相消。但过程是需要通过反复测量才能得到,换句话说你测量的次数越多,结果就越准确,但理论上无法给出100%的正确答案,只能无限接近,所以有没有更好的办法通过计算之后的量子比特得出答案呢?”

    “这是我们的团队正在主攻的研究方向,也是全世界业内的研究机构或团队都在试图揭开的一大谜底。”

    “到目前为止,世界上还没有任何一台机器能够同时完美的满足以上五条标准,所以量子计算机的研究任重而道远。”

    舞台上,临近尾声,叶华看向全场不由得自侃笑道:“好吧,我觉得今天这场演讲是我有讲以来最失败的一次,因为下面一大片人都听得昏昏欲睡。”

    顿时,全场迎来一阵哄笑声,理工科的学生表示听的毫无压力,旁边要是有文科生,莫名的感到得意,就膨胀一下。

    台上的叶华继续说道:“不管怎么说,我更愿意把自己标榜为一名科技工作者并以此为荣,今天这场演讲算是一场通俗易懂的科普演讲吧,其实我觉得科技工作者或者科学家们除了埋头搞研究,为广大民众科普是我们这个群体的义务。”

    “我们国家就是科普工作做的还不够好,我看到网上一些关于科学的文章,拉到评论区的时候看到的留都是懵逼的点进进来,然后懵逼的走了。”

    又是引来一阵哄笑声,叶华说道:“这就导致一个很不好的现象,科学就给民众的感觉跟他们毫无关系,好遥远,神秘,所以才有这么多懵逼来懵逼走的评论留。”

    “我觉得这对培养广大群众的科学兴趣与爱好是很不利的。其实科学很简单,科学也很有趣,很奇妙,只有你去了解它,才会发现它的美,它不神秘,因为你没去了解当然神秘了,了解之后其实就是那么一回事,科学就是一个求真的过程。”

    “总的来说,这是做了一场科普式的演讲,说了说当下世界最前沿热门的超导技术、量子计算机这些,由于时间关系只能聊到这儿了。”

    “超导技术是量子计算机的众多技术中的一大热门技术之一,量子计算机的研究任重道远,但如果按照以往的历史规律来看,到了今天这个时间节点也该差不多出现一个冯诺依曼、狄拉克这样的科学界天才大神,给所有人打开一扇门,非常期待这位天才的诞生,也许就是在座的各位同学中的某一个,谁知道呢?要知道我们复大可是出了很多量子领域的高材生啊,比如张首晟先生。”

    “但我想该出现这么一位新的大神级人物了,我们拭目以待。”

    ……