宇宙霸業(yè) 第160章,量子計(jì)算機(jī)

整個(gè)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(yàn)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(yàn)室等等全部都是放在太空之中。

因?yàn)槭且粋€(gè)對(duì)外封閉式的星系，所以整個(gè)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(yàn)室，每一座太空城就代表了一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，有的是個(gè)人的實(shí)驗(yàn)室，有的是團(tuán)隊(duì)實(shí)驗(yàn)室，為了安全，非常均勻的分配在整個(gè)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(duì)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?yàn)闀r(shí)不時(shí)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(duì)而言還是顯得有些繁忙，時(shí)不時(shí)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(huì)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(jì)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(jì)算機(jī)了。

龔高飛指著一臺(tái)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(jì)算機(jī)？”

余亮一聽，眉毛一揚(yáng)。

龔高飛口中的量子計(jì)算機(jī)和地球時(shí)代所提出來的量子計(jì)算機(jī)并不是一個(gè)概念，地球時(shí)代提出的量子計(jì)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(chǔ)及處理量子信息的物理裝置，當(dāng)某個(gè)裝置處理和計(jì)算的是量子信息，運(yùn)行的是量子算法時(shí)，它就是量子計(jì)算機(jī)。

在地球時(shí)代，是不是量子計(jì)算機(jī)只是看這個(gè)裝置處理和計(jì)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(jì)算機(jī)。

而這里龔高飛所說的量子計(jì)算機(jī)和地球時(shí)代的量子計(jì)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(jì)算機(jī)的工作原理，傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的工作原理是基于1和2兩個(gè)狀態(tài)的邏輯運(yùn)算而誕生，最早是為了計(jì)算導(dǎo)彈和炮彈的軌跡在二戰(zhàn)后研究出來的。

傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)因?yàn)閹啄曛挥?和2兩個(gè)狀態(tài)的邏輯，所以可以稱之為二進(jìn)制計(jì)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(huì)導(dǎo)致計(jì)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(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度。研究發(fā)現(xiàn)，能耗來源于計(jì)算過程中的不可逆操作。

那么，是否計(jì)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(jì)算機(jī)都可以找到一種對(duì)應(yīng)的可逆計(jì)算機(jī)，而且不影響運(yùn)算能力。既然計(jì)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(gè)幺正變換來表示。

早期量子計(jì)算機(jī)，實(shí)際上是用量子力學(xué)語言描述的經(jīng)典計(jì)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(jì)算機(jī)中，基本信息單位為比特，運(yùn)算對(duì)象是各種比特序列。

與此類似，在量子計(jì)算機(jī)中，基本信息單位是量子比特，運(yùn)算對(duì)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(jì)算的可能，而且還將帶來許多奇妙的性質(zhì)。與經(jīng)典計(jì)算機(jī)不同，量子計(jì)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(jì)算結(jié)果。

因此，量子計(jì)算對(duì)經(jīng)典計(jì)算作了極大的擴(kuò)充，在數(shù)學(xué)形式上，經(jīng)典計(jì)算可看作是一類特殊的量子計(jì)。量子計(jì)算機(jī)對(duì)每一個(gè)疊加分量進(jìn)行變換，所有這些變換同時(shí)完成，并按一定的概率幅疊加起來，給出結(jié)果，這種計(jì)算稱作量子并行計(jì)算。除了進(jìn)行并行計(jì)算外，量子計(jì)算機(jī)的另一重要用途是模擬量子系統(tǒng)，這項(xiàng)工作是經(jīng)典計(jì)算機(jī)無法勝任的。

因?yàn)閭鹘y(tǒng)計(jì)算機(jī)是二進(jìn)制計(jì)算機(jī)，所以在進(jìn)行運(yùn)算的時(shí)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(shí)候又轉(zhuǎn)化成所需要的信息。

這也就意味著傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)在計(jì)算能量方面是有一個(gè)限制的，一旦需要計(jì)算的數(shù)據(jù)過大，傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)就很難勝任，特別是在進(jìn)行模擬推演的時(shí)候，傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)越來越難以滿足科學(xué)研究的需要。

量子計(jì)算機(jī)，利用量子糾纏態(tài)的特性，因?yàn)榱孔拥募m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(jì)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(jì)算機(jī)技術(shù)了，傳統(tǒng)的計(jì)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(jì)算機(jī)的請(qǐng)求，沒有強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)，很難在戰(zhàn)場上計(jì)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(jì)算機(jī)對(duì)于一個(gè)文明、一個(gè)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(shí)代的戰(zhàn)爭都是在非常遙遠(yuǎn)的距離就發(fā)動(dòng)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(jì)算機(jī)去進(jìn)行計(jì)算的。

傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)，特別是超級(jí)計(jì)算機(jī)，計(jì)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(jì)算慢上哪怕0.001秒，可能也是瞬息萬變，錯(cuò)失機(jī)會(huì)。

另外一個(gè)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(yàn)都變的非常的危險(xiǎn)，同時(shí)也是需要非常高昂的成本，所以如果能夠在計(jì)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(yàn)的話就節(jié)省成本、降低風(fēng)險(xiǎn)，大大的促進(jìn)科學(xué)研究。

在地球時(shí)代為什么地球上的五大流氓會(huì)一致通過禁止新的核試驗(yàn)的決議，一方面是因?yàn)檫@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(yàn)，拿到了各種各樣詳細(xì)的數(shù)據(jù)；另外一個(gè)方面就是因?yàn)橛?jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，很多實(shí)驗(yàn)其實(shí)用計(jì)算機(jī)就可以模擬出來。

到星際時(shí)代更是如此，特別是很多威力奇大無比的實(shí)驗(yàn)，如果不事先在計(jì)算機(jī)上面進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)的話，一旦進(jìn)行實(shí)際的實(shí)驗(yàn)操作，一個(gè)不小心還很有可能會(huì)造成毀滅性的后果，比如進(jìn)行量子泡沫的實(shí)驗(yàn)、超大威力核彈的實(shí)驗(yàn)、超強(qiáng)磁能武器、能量武器的實(shí)驗(yàn)等等，隨隨便便都可以輕易的摧毀一顆行星。

“原本量子計(jì)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?cè)诹孔涌萍挤矫嬉彩谦@得了很大的進(jìn)步，厚積薄發(fā)之下，終于研究出了量子計(jì)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(jí)計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力的上億倍，只要有一臺(tái)這樣的量子計(jì)算機(jī)，我們帝國那些傳統(tǒng)的超計(jì)算機(jī)都可以全部淘汰。”

龔高飛顯得有些自豪，量子計(jì)算機(jī)的恐怖運(yùn)算能力完全碾壓了現(xiàn)有的傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)，一個(gè)運(yùn)用量子糾纏態(tài)的多樣性，一個(gè)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(gè)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(bào)上來嘛，還藏著掖著。”

“老師，這量子計(jì)算機(jī)也是最近才研究出來的，我們還沒有來得及上報(bào)呢，也是想著等一年一度的科學(xué)大會(huì)的時(shí)候再上報(bào)上來，到那個(gè)時(shí)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。”