363章 量子計算機的驗證

　　沈奇給了吳主任團隊四天的休息時間，也是給自己一些緩沖時間。

　　《霍奇猜想拓撲學方法》這個版塊是沈奇起的頭，吳主任當初一拍即合，咱們中心跟著沈教授干大事！

　　三大版塊中最具創造性的是沈奇主抓的代數幾何版塊，最復雜的是吳主任負責的拓撲學版塊。

　　本來就很復雜，現在被吳主任越研究越復雜，沈奇當場給不出解答，所以建議放假四天。

　　這四天中沈奇和盤院士秘密見了一面，解答盤院士的困惑。

　　這棟大樓四處安裝攝像頭，24小時無死角監控，屬于保密性質最高的科研機構。

　　“所以通過這些生成函數導入素數載體，從而連接量子混沌系統，黎曼定理的基礎性質保證了量子密鑰的絕對安全…理論上貌似無懈可擊，但是沈教授，你的深奧理論和自創的方程組，我們的QPU計算了兩個月也沒個結果啊！”幾個月不見，盤院士的白發添了不少。

　　Q即Quantum（量子），QPU是量子處理器，一臺量子計算機中最核心的硬件。

　　“是不是實驗過程中出了偏差？”沈奇皺了皺眉頭，關于理論方面他已解釋的很清楚，問題是盤院士的量子計算機不買賬。

　　無法被實驗證明的理論，是不能投入大規模應用的。

　　盤院士非常著急，他知道全世界研究這個領域的頂尖團隊不止他一家，至少美國柯朗研究所也在干著類似的事情。

　　“跟我來。”盤院士拽著沈奇手，強行拉著沈奇跟他走。

　　“去哪？”沈奇問到。

　　“實驗室。”盤院士拉著沈奇七拐八彎，來到一扇金屬門之前。

　　盤院士取下眼鏡刷瞳孔，金屬門滑移打開，沈奇終于見到并進入了傳說中的中國量子計算機實驗室。

　　工作人員拿來兩件干凈的白大褂，盤院士、沈奇一人一件披上，這是科研人員的戰衣，他們在另一條戰線上為國征戰。

　　沈奇原以為屢創世界紀錄、刷出18個量子比特糾纏的盤字號量子計算機，是一部帶有科幻色彩的酷炫機器。

　　這臺量子計算機就在沈奇眼前，酷倒是很酷，就是有點亂。

　　盤院士團隊自主研發的中國量子計算機系統外殼高度超過4米，有三米多寬。

　　硬件包括復雜的低溫制冷系統、防護罩、I/O系統，兩只手指那么粗的纜線在實驗室內縱橫交錯，沈奇差點被纜線絆倒。

　　纜線中的大部分連接到制冷系統，閉式循環冰箱中的液氮24小時維持零下273.135攝氏度的低溫。

　　這么多復雜的硬件只為支持小拇指蓋般大小的QPU，由容納著若干鈮制微型環晶格組成的量子處理器脆弱而敏感，它只能在絕對零度附近的溫度中正常運行，以屏蔽磁場、隔離震動等外部因素的干擾。

　　量子密碼的實現依賴于量子基礎物理，也就是說量子密碼只能運用于以量子物理為基礎的應用場景中。

　　經過科學家多年的努力，量子計算機由概念發展為實物。

　　擁有一臺真正意義上量子計算機的國家并不多，美、中、日、德、加，就這么幾個國家，加拿大的GDP排名世界第十，另外四個國家是世界前四。

　　“我這挺亂的。”盤院士不好意思的說到。

　　“確實，比我在普林斯頓的辦公室亂多了。”沈奇笑道，完事補充一句：“但你這里隨便帶出去一個小零件，其價格都能買下我辦公室里的所有實驗設備。”

　　“言歸正傳，我們開始吧，沈奇。”盤院士和工作人員檢查一起檢查量子計算機的軟件硬件，確認無誤后實驗開始。

　　主屏幕上刷出大量數據，它們不停的翻滾，量子力學認為，微觀物體可以處于一種“似是而非”的狀態，即一個原子可以同時處于兩種狀態。

　　與傳統計算機使用0或者1的比特來存儲信息不同，量子比特存儲的信息可能是0，可能是1，也有可能既是0也是1。

　　量子密鑰按某種規律開始分配，這個過程依靠量子比特的傳輸來實現。

　　光量子源源不斷產生，它們在QPU的調度下遵循海森堡測不準原理，在進行測量時，對其中一組量的精確測量必然導致另一組量的完全不確定。

　　“Alice一切正常！”

　　“Bob一切正常！”

　　工作人員操作機器的同時嚴密監控數據變化，他們反復喊著兩個人的名字，Alice和Bob。

　　你可以理解為Alice是位小蘿莉，Bob是她的小伙伴，兩位虛擬人物僅存在于量子通信實驗中。

　　在8192個量子比特和15000個耦合器構建的虛擬樂園中，Alice和Bob做起了量子游戲：

　　Alice以線偏振和圓偏振光子的4個偏振方向為基礎產生一個隨機量子比特串。

　　Alice通過量子傳輸信道將量子比特串S發送給Bob。

　　Bob隨機選擇線偏振光子和圓偏振光子作為測量基序列測量他所接收到的光子。

　　Bob通過經典信道通知Alice他所選定的測量基序列。

　　Alice和Bob將量子態編碼成二進制比特。

　　一直到這里，Alice和Bob都是按BB84協議進行量子間的游戲。

　　QPU飛速穿越時空，它步伐輕松的帶領Alice和Bob來到90年代，在EPR協議下，Alice和Bob繼續愉快的玩耍。

　　工作人員：“Alice沒有問題！”

　　工作人員：“Bob沒有問題！”

　　盤院士如果帶著它的量子計算機穿越到90年代，那他幾乎是無敵的。

　　然而現在是21世紀，老一套已經過時了。

　　QPU拖拽Alice和Bob，步履蹣跚的進入21世紀。

　　在21世紀，盤院士不相信任何外國團隊創立的理論，他只相信自己的團隊。

　　但問題是，盤院士的團隊給不出理論上完美的新方案，他們不是理論學家，他們是一群頂尖的應用學家。

　　所以盤院士邀請中國基礎理論大師沈奇幫他解決問題。

　　21世紀的量子密碼界群雄割據，這是沒有硝煙的戰場。

　　深受盤院士信任的沈奇，他給出的理論方案被輸入量子計算機系統。

　　沈奇燒腦好幾個月獨創的厄米特多項式的新微分表達隆重登場。

　　基于算符厄米特多項式的正規乘積形式，瞬間生成數萬組新的生成函數。

　　之前從沒有人見過這數萬組新的生成函數，包括沈奇在內。

　　沈奇眼睛瞪的老大死死盯著住屏幕，他給出的是一條理論原則，量子計算機在他的理論基礎上計算出所有可能性。

　　QPU刷新數據的速度越來越慢，Alice和Bob變的老態龍鐘，他倆再也不能像孩提時代那般活蹦亂跳。

　　“Alice罷工！”

　　“Bob罷工！”

　　“QPU不太穩定了，盤院士！”

　　工作人員喊了起來。

　　“開啟備用液氮制冷系統！”盤院士當機立斷做出指揮。

　　備用液氮制冷系統投入使用，在雙制冷系統的保駕護航之下，脆弱敏感的QPU終于恢復常態。

　　實驗室的全部機器滿負荷運行，面積占整棟科研大樓3的實驗室，消耗了全樓90以上的用電量。

　　“Alice和Bob每次進入這個環節，總會出現問題。”盤院士對沈奇說到。

　　“運算量太大了，重點是Alice和Bob對于我的運算邏輯，貌似有點不適。”沈奇凝眉沉思，他想幫助Alice和Bob邁出關鍵的一步。

　　盤院士無奈的說到：“看來電腦超越人腦在短期內難以實現，至少我的QPU難以駕馭沈奇你的理論，它快被你玩壞了。”