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第475章优化高斯玻色取样算法

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     对于江寒这个名字,组内几乎所有人都十分陌生。
    有的忙于自己的事情,没怎么关注,也有的压根没听人提起过。
    可是对于那两大工程,他们可没少听人叨咕。
    于是纷纷感叹。
    “现在的年轻人,可真了不得!”
    “我大学……不,研究生时的课题,只怕都没他那个操作系统复杂、困难。”
    “咱们队伍这是越来越壮大了啊!”
    ……
    随后,范一公布了最新的光量子原型机设计方案。
    所谓原型机,就是只能解决特定问题的计算机,并不能依靠编程手段,拓展到其他领域。
    通用的量子计算机,以人类目前的科技还无法实现。
    类似的东西,国内外都有科研机构在搞,国内也有一些,比如魔都交大、清北……
    科大的这个光量子原型机,目标就是超越其他同类,实现“量子霸权”。
    原型机的设计方向,已经初步确定了,那就是解决高斯玻色采样问题。
    现在的问题,就是如何优化设计,使其在物理上具有实现的可能。
    范一又通报了“竞争伙伴”们的进度,随后便让大家讨论。
    其他人也不客气,你一言、我一语,畅所欲言。
    针对新方案的各种优缺点,以及一些需要改进的地方,逐一进行了深入的探讨。
    江寒默默倾听,内心感叹不已。
    在座这些人就没有凑数的,全都有着十分扎实的理论、实践功底,以及丰富的科研经验。
    思考深入、见解精辟,说话每一句都在点子上。
    和这些人共事,不但让人心情愉快,同时也更有信心了。
    江寒认真倾听、思索,没有轻易发言。
    自己刚进组,还是以熟悉环境和基本情况为优先。
    散会后,范一把江寒单独留了下来。
    “怎么样?对这里的研究氛围,还适应吗?”范一语气和蔼。
    江寒点了点头:“大家都很认真,我很喜欢这样的研究环境。”
    范一拍了下他肩膀:“等你表现出自己的能力,做出自己的贡献,大家会更容易接受你。”
    江寒赧然一笑:“我会尽力的,当然,到底能做到什么程度,现在还没什么把握。”
    可惜的是,自己对情况还不够了解,暂时没什么机会表现。
    范一莞尔一笑:“其实我让你加入,一方面是希望集思广益,年轻人不受经验束缚,头脑灵活,而且搞科研,学识当然重要,但灵感更重要!”
    顿了顿,“还有,希望你能在这个过程中,多多思考,积累一些经验,以后迟早得独当一面。”
    江寒内心有些感动。
    科大的好教授真不少,老张、范一,还有其他人。
    他们不但学术成果丰厚,科研能力杰出,还有着广博的胸襟,以及一丝浪漫主义情怀……
    范一鼓励了江寒几句后,又问:“在光学、超导、离子阱、固态这几条路线中,你觉得哪一种更有前途?刚才会上就你一个人没发言。”
    江寒一笑:“我年轻,又刚来,何况在量子计算方面,研究的不多,说了也不一定准。”
    “没事,凭直觉随便说。”
    没错,在科研工作中,直觉有时候真的很管用!
    江寒不再谦让:“这些路线应该都能走得通,各有特点和优缺点,并没有哪一条具有碾压性优势。”
    顿了顿,又说:“光量子的工程难度,可能稍微大了一点,但一旦做出原型机,比其他路线更容易增加规模,对进一步的研究十分有利。”
    ……
    江寒娓娓道来,都是之前刷论文时,对各条技术路线的一些印象和思考。
    当前,量子计算机的研究方兴未艾。
    可行的技术路线有不少,什么量子点、腔量子电动力学体系、液态核磁共振、固态量子计算……
    目前热点主要集中在超导电路、离子阱。
    在稳定性上,超导量子计算机有着无可比拟的优势,蓝色巨人的“炫铃木”就是这种。
    “离子阱”则有着相干时间长、抗干扰能力强的特色。
    其他路线也有各自的优势。
    范一等人选择的光量子路线,在量子计算机的研究中,稍微有点小众。
    但难度与机遇成正比。
    一旦实现了“量子霸权”,可不是只比经典超算快个几百亿倍那么简单,足以把国内外所有同类踩在脚下!
    量子计算中,一个重要且困难的问题,就是如何解决“退相干”。
    这是所有量子计算机都必须突破的关卡。
    常规的量子计算,要用“逻辑量子位”实现编程。
    程序写完了,先在普通超算上跑“模拟”,调试通过后,再“写”进量子计算机,用真正的“物理量子位”运行。
    对于常规的量子计算,只要能写出程序,就肯定能造出对应的原型机。
    但此类量子计算机,规模很难扩大。
    大家都知道,量子位越多越好。
    但在传统架构下,量子位的数量一多,“局部噪音(looise)”就无法避免。
    量子是微观粒子,哪怕极其微小的电磁场,也会对其造成干扰。
    当量子位数量增加的时候,承担运算的基本粒子对外界干扰就更加敏感。
    错误率也就随之急剧攀升!
    国外的“炫铃木”超导量子计算机,是存放在接近绝对零度的容器里,严格密闭的。
    这固然是为了维持“超导”现象的存在,但也有部分原因,是防止受到干扰。
    在解决“退相干”的时候,相比其他技术路线,光量子原型机格外困难。
    与电流相比,光线更容易受到环境因素的影响……
    江寒将自己最近的思考和感悟,一五一十地陈述了出来。
    范一听完,赞许点头:“不错!和我的看法差不多。量子计算的研究毕竟刚起步,各条技术路线都有尝试的必要。”
    顿了顿,“至于我们现在的工作,不过是抛砖引玉,给后来者积累一些实验数据和研究经验……”
    两人又谈了十几分钟,基本都是关于工作的话题。
    临近结束,范一拍了拍江寒的肩膀:“接下里,我们可能会比较忙,你做好心理准备。”
    江寒洒然一笑:“我不怕忙碌,只怕无事可做!”
    范一哈哈大笑:“你这个性子啊,跟我年轻的时候,简直一模一样!”
    接下来的一周,江寒每天泡在量子计算中心,早来晚走,用心钻研。
    很快他就对光量子计算机的原理和结构,有了完整、准确的认知。
    并且将整个项目,从整体架构到各种技术细节,巨细无遗,全部掌握!
    可以说,论对这个项目的了解,整个组里,除了身为负责人的范一,就是江寒了。
    项目进度稳步推进。
    教师节过后,最新的“光量子管”终于生产了出来。
    经过最严格、苛刻的测试,各项性能完全符合要求!
    范一公布这个消息时,全场轰动。
    这意味着,原型机终于不再是纸上谈兵。
    只要扩大产量,有了足够的“量子管”,就能做进一步的实验了。
    之后两个多月里,攻关小组忙得脚打后脑勺,布置管线、调试设备、进行各种实验,积累量子管的性能数据……
    江寒也有自己的任务,那就是优化标准的“高斯玻色采样”量子算法。
    这个工作还是相当重要的,甚至可以说,原型机的硬件结构完全取决于算法。
    优化做得足够好,不但可以极大地简化硬件结构,降低制造难度,对运算速度也有着至关重要的影响。
    标准算法已经发明出来好多年了,各路大神优化了不知多少遍,早已逼近理论极限。
    但江寒苦心孤诣、不眠不休地钻研了一个多月,硬生生将算法复杂度又降低了5%!
    这一下,同伴们都不淡定了,纷纷拿看“怪物”的眼神膜拜他。
    别看只有5%,这是范一和其他业内大佬都没能做到的。
    如果写成论文发表,绝对配得上任何顶刊。
    甚至单凭这一个成果,江寒就能把自己的名字写进教科书……
    江寒本来就不是那种不好说话的人,不忙的时候,也很乐于和大家打成一片。
    所以,他很快就赢得了其他人的好感。
    时间过得飞快。
    到了12月中旬,光量子管的相关实验基本完成,实验数据足足积累了几十t。
    一些简单的“量子门”也调试通过。
    万事俱备,终于可以尝试组建原型机了。
    由于有了很多相关经验,原型机的构建倒是没费太多时间。
    无尘实验室里,一个由上千个部件部件组成的“怪兽”,一天天成型。
    外表上看,就仿佛一大堆玻璃管子,横七竖八、勾三搭四,再加上一些镜子、光头……
    反正和一般人印象里的计算机,基本没什么联系。
    掀开光量子计算的神秘面纱,说白了,其实就是一堆光路和接收装置。
    但这玩意说起来简单,技术难点可一点也不少。
    12月20日,光量子原型机终于落成。
    范一在大家的注目下,按下了“运行”按钮。
    这是历史性的一刻,所有人都紧张而期待。
    即使最为淡定的江寒,这时也不由得屏住了呼吸。
    量子光源发出的淡红光辉,在透明的管道里闪烁、奔腾。
    一分钟后。
    有人汇报:探测器接到了运算结果,正在利用超算分析……
    又过了漫长的七分钟,结果出来了。
    “怎么会这样?”范一看着屏幕上的分析数据,眉头紧锁。
    江寒和他并肩看着屏幕,大脑全力分析了起来。
    很快,他就找到了问题所在:“量子干涉仪。”
    范一一挑眉:“好像还真是那玩意……老王、小赵,立刻检查量子干涉仪的工作情况。”
    光量子原型机第一次试运行,失败。
    半小时后,故障基本排除。
    范一再次让原型机执行预设程序。
    可惜的是,这次计算结果还是有点问题。
    接着,范一领导大家,又排除了不少故障,陆续尝试了多次。
    然而,计算结果错误、错误,还是错误!
    时间临近中午,范一略显疲态地挥挥手:“今天先到这里吧,我得好好思考一下,到底该怎么办。”
    江寒先去食堂吃过饭,随后来到一处网球场地。
    天气比较冷,这里没人来玩,正好用来放松头脑,思考问题。
    “量子管”的性能,应该没什么问题。
    在今天之前,也组建了8量子位、16量子位的试验机,在一些基础量子算法上,取得了很不错的效果。
    干涉仪的工作,一开始不太稳定,但后来也慢慢被驯服了,工作得挺好。
    那么,还有哪里可能出问题呢?
    量子接收器?
    或者量子光源?
    ……
    量子世界里,有很多反常识、反直觉的东西,想起来特别烧脑。
    就算江寒的大脑,各项属性全都强化到了10点,但在解决有关量子计算机的问题时,仍然相当吃力。
    上午他全程用心观察,得到了第一手数据。
    但可惜的是,对于那些莫名其妙的错误,并没能当场想出解决的办法。
    事实上,这就不是某个或某几个元器件的事!
    量子计算机是个庞大的系统工程,故障的原因往往不是某个器件有问题,而是多个器件在工作中交互影响所导致。
    这也导致bug排除起来特别艰难。
    当然,如果简单,想必早就有别人做出来了,也轮不到科大来吃这只“螃蟹”……
    半个小时后,江寒回到寝室,便往床上一躺,进入了虚拟空间。
    他要在这里,不受打扰的,好好想一想!
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