第160章,量子計算機(jī)
整個量子云星系都是隸屬于帝國量子科學(xué)研究院,內(nèi)圈的生命星球上面沒有什么實(shí)驗室之類的,全部都是用來給科學(xué)家、研究人員生活的地方,真正的實(shí)驗室等等全部都是放在太空之中。
因為是一個對外封閉式的星系,所以整個量子云星系都非常的安靜,人口非常少,往來的宇宙飛船等等和帝國其它的星系相比也是很少。
不過太空之中一座座龐大的太空城卻是規(guī)模浩大,這些全部都是實(shí)驗室,每一座太空城就代表了一個實(shí)驗室,有的是個人的實(shí)驗室,有的是團(tuán)隊實(shí)驗室,為了安全,非常均勻的分配在整個星系之中。
李復(fù)、余亮、龔高飛三人直接在虛空之中前行,三人沒有穿任何的防護(hù)服,可是在太空之中卻是猶如閑庭信步、絲毫沒有任何的不適,腳輕輕的在虛空之中一踩,開始很小的一步,可是卻一下子跨越了非常漫長的距離,僅僅幾步,就從內(nèi)圈的生命星球上面來到了帝國量子科學(xué)研究院總院所在的太空城這里。
總院所在的太空城這里,對于三人如此直接降臨到這里,太空城的守衛(wèi)似乎沒有絲毫的奇怪,因為時不時就有人直接橫渡虛空來到這里,元力修煉的普及,誕生了越來越多的強(qiáng)大元力修行者,肉身直接橫渡虛空的人也非常多。
總院所在的太空城,這里相對而言還是顯得有些繁忙,時不時有直接肉身橫渡虛空而來的科學(xué)家,但更多的是起起落落的小型私人宇宙飛船。
整座太空城燈火通明,分成很多的功能區(qū),各種各樣的太空建造鱗次櫛比的分部在上面,還有各種各樣的綠色植物等等進(jìn)行點(diǎn)綴,身穿白衣大褂的科學(xué)家們正在其中聚精會神的進(jìn)行研究。
“陛下,老師,這是我們量子研究院最新的成果,量子計算機(jī)!”
龔高飛帶著李復(fù)和余亮在總院這里進(jìn)行參觀,毫無疑問,肯定是要先向兩人展示一下最新的研究成果,量子科技的研究成果很少,能夠拿得出手的,現(xiàn)在也只有量子計算機(jī)了。
龔高飛指著一臺體積龐大的龐然大物,猶如一棟巨大的房子一般,上面連接著各種顏色的數(shù)據(jù)線。
“量子計算機(jī)?”
余亮一聽,眉毛一揚(yáng)。
龔高飛口中的量子計算機(jī)和地球時代所提出來的量子計算機(jī)并不是一個概念,地球時代提出的量子計算機(jī)是一類遵循量子力學(xué)規(guī)律進(jìn)行高速數(shù)學(xué)和邏輯運(yùn)算、存儲及處理量子信息的物理裝置,當(dāng)某個裝置處理和計算的是量子信息,運(yùn)行的是量子算法時,它就是量子計算機(jī)。
在地球時代,是不是量子計算機(jī)只是看這個裝置處理和計算是不是采用量子算法、量子信息,如果是,就可以稱之為量子計算機(jī)。
而這里龔高飛所說的量子計算機(jī)和地球時代的量子計算機(jī)顯然不是一回事,兩者之間有著質(zhì)的差別。
在這里就首先要說一下傳統(tǒng)計算機(jī)的工作原理,傳統(tǒng)計算機(jī)的工作原理是基于1和2兩個狀態(tài)的邏輯運(yùn)算而誕生,最早是為了計算導(dǎo)彈和炮彈的軌跡在二戰(zhàn)后研究出來的。
傳統(tǒng)計算機(jī)因為幾年只有1和2兩個狀態(tài)的邏輯,所以可以稱之為二進(jìn)制計算機(jī),它的優(yōu)點(diǎn)就是原理簡單,技術(shù)難道低。
但是20世紀(jì)60年代至70年代,人們發(fā)現(xiàn)能耗會導(dǎo)致計算機(jī)中的芯片發(fā)熱,極大地影響了芯片的集成度,從而限制了計算機(jī)的運(yùn)行速度。研究發(fā)現(xiàn),能耗來源于計算過程中的不可逆操作。
那么,是否計算過程必須要用不可逆操作才能完成呢?問題的答案是:所有經(jīng)典計算機(jī)都可以找到一種對應(yīng)的可逆計算機(jī),而且不影響運(yùn)算能力。既然計算機(jī)中的每一步操作都可以改造為可逆操作,那么在量子力學(xué)中,它就可以用一個幺正變換來表示。
早期量子計算機(jī),實(shí)際上是用量子力學(xué)語言描述的經(jīng)典計算機(jī),并沒有用到量子力學(xué)的本質(zhì)特性,如量子態(tài)的疊加性和相干性。在經(jīng)典計算機(jī)中,基本信息單位為比特,運(yùn)算對象是各種比特序列。
與此類似,在量子計算機(jī)中,基本信息單位是量子比特,運(yùn)算對象是量子比特序列,所不同的是,量子比特序列不但可以處于各種正交態(tài)的疊加態(tài)上,而且還可以處于糾纏態(tài)上。
這些特殊的量子態(tài),不僅提供了量子并行計算的可能,而且還將帶來許多奇妙的性質(zhì)。與經(jīng)典計算機(jī)不同,量子計算機(jī)可以做任意的幺正變換,在得到輸出態(tài)后,進(jìn)行測量得出計算結(jié)果。
因此,量子計算對經(jīng)典計算作了極大的擴(kuò)充,在數(shù)學(xué)形式上,經(jīng)典計算可看作是一類特殊的量子計。量子計算機(jī)對每一個疊加分量進(jìn)行變換,所有這些變換同時完成,并按一定的概率幅疊加起來,給出結(jié)果,這種計算稱作量子并行計算。除了進(jìn)行并行計算外,量子計算機(jī)的另一重要用途是模擬量子系統(tǒng),這項工作是經(jīng)典計算機(jī)無法勝任的。
因為傳統(tǒng)計算機(jī)是二進(jìn)制計算機(jī),所以在進(jìn)行運(yùn)算的時候,全部都是將輸入的信息轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制的信息,接著進(jìn)行二進(jìn)制的運(yùn)算,最后在輸出的時候又轉(zhuǎn)化成所需要的信息。
這也就意味著傳統(tǒng)計算機(jī)在計算能量方面是有一個限制的,一旦需要計算的數(shù)據(jù)過大,傳統(tǒng)計算機(jī)就很難勝任,特別是在進(jìn)行模擬推演的時候,傳統(tǒng)計算機(jī)越來越難以滿足科學(xué)研究的需要。
量子計算機(jī),利用量子糾纏態(tài)的特性,因為量子的糾纏態(tài),所以具備了無數(shù)種可能性,完全可以不受到進(jìn)制運(yùn)算的限制,從本質(zhì)將計算機(jī)的能力獲得質(zhì)的飛躍。
“我們是早就該研究出新的計算機(jī)技術(shù)了,傳統(tǒng)的計算機(jī)是越來越不行了,別的不說,單單是帝國軍方就已經(jīng)多次向我們科學(xué)院這邊提出了研究新的計算機(jī)的請求,沒有強(qiáng)大的計算機(jī),很難在戰(zhàn)場上計算出敵方目標(biāo)的軌跡,從而鎖定目標(biāo)進(jìn)行摧毀。”
李復(fù)臉上露出了笑容,計算機(jī)對于一個文明、一個國家而言有點(diǎn)類似于經(jīng)脈網(wǎng)絡(luò),經(jīng)脈網(wǎng)絡(luò)的快慢可是關(guān)系到反應(yīng)的快慢。
這一點(diǎn)在戰(zhàn)場上就顯得特別重要,星際時代的戰(zhàn)爭都是在非常遙遠(yuǎn)的距離就發(fā)動了攻擊,飛行器的速度非常快,軌跡飄忽不定,這些都是需要靠計算機(jī)去進(jìn)行計算的。
傳統(tǒng)的計算機(jī),特別是超級計算機(jī),計算能力雖然同樣非常的可怕而強(qiáng)大,但是戰(zhàn)場上要的就是速度,計算慢上哪怕0.001秒,可能也是瞬息萬變,錯失機(jī)會。
另外一個就是科學(xué)研究上面,隨著科技的發(fā)展,越來越多的實(shí)驗都變的非常的危險,同時也是需要非常高昂的成本,所以如果能夠在計算機(jī)當(dāng)中就根據(jù)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬實(shí)驗的話就節(jié)省成本、降低風(fēng)險,大大的促進(jìn)科學(xué)研究。
在地球時代為什么地球上的五大流氓會一致通過禁止新的核試驗的決議,一方面是因為這五大流氓自己早就已經(jīng)不知道進(jìn)行了多少次的實(shí)驗,拿到了各種各樣詳細(xì)的數(shù)據(jù);另外一個方面就是因為計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,很多實(shí)驗其實(shí)用計算機(jī)就可以模擬出來。
到星際時代更是如此,特別是很多威力奇大無比的實(shí)驗,如果不事先在計算機(jī)上面進(jìn)行模擬實(shí)驗的話,一旦進(jìn)行實(shí)際的實(shí)驗操作,一個不小心還很有可能會造成毀滅性的后果,比如進(jìn)行量子泡沫的實(shí)驗、超大威力核彈的實(shí)驗、超強(qiáng)磁能武器、能量武器的實(shí)驗等等,隨隨便便都可以輕易的摧毀一顆行星。
“原本量子計算機(jī)就是我們量子研究院的研究重點(diǎn),以前就有很深厚的積累,這些年來,我們重點(diǎn)轉(zhuǎn)向量子泡沫炸彈的研究,雖然沒有什么實(shí)質(zhì)性的緊張,可是我們在量子科技方面也是獲得了很大的進(jìn)步,厚積薄發(fā)之下,終于研究出了量子計算機(jī)。”
“雖然僅僅只是剛剛研究出來,它的運(yùn)算能力是現(xiàn)在我們帝國最先進(jìn)的超級計算機(jī)運(yùn)算能力的上億倍,只要有一臺這樣的量子計算機(jī),我們帝國那些傳統(tǒng)的超計算機(jī)都可以全部淘汰。”
龔高飛顯得有些自豪,量子計算機(jī)的恐怖運(yùn)算能力完全碾壓了現(xiàn)有的傳統(tǒng)計算機(jī),一個運(yùn)用量子糾纏態(tài)的多樣性,一個是基于二進(jìn)制的原理,兩者之間有著質(zhì)的飛躍,根本就無法相提并論。
“上億倍?嘖嘖,真的是非常了不起。”
余亮一聽,臉上也是笑開了花,自己的學(xué)生厲害,他這個當(dāng)老師的自然也是臉上有光。
“這事你應(yīng)該早點(diǎn)就上報上來嘛,還藏著掖著。”
“老師,這量子計算機(jī)也是最近才研究出來的,我們還沒有來得及上報呢,也是想著等一年一度的科學(xué)大會的時候再上報上來,到那個時候也可以將它在完善一下。”
“嗯,體積是太大了一些,要是能夠做小一些就好了。”
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