550W 是什么材料做的?或与量子力学有关,你了解吗?

   日期:2024-07-02     来源:网络整理    作者:二手钢材网    浏览:185    评论:0    
核心提示:事实上,《流浪地球2》中核心的计算设备550系列就是量子计算机。关于电影中的550系列,一个有趣的问题是:它们用的是什么材料?影片中的量子计算机看起来跟普通的笔记本电脑没有区别,最重要的是它没有配任何特别的设备,拿起来就用,在月球上也能用,甚至在水里也能用。

很多专家认为,如果人脑最终能用硬件模拟出来,那么这个硬件应该就是量子计算机。我做过很多关于量子力学、量子信息、量子计算机的科普,比如2021年出版的《量子信息简明》。这里可以说,我们离理解意识和量子力学的关系还很远,但肯定是有密切关系的。因为量子力学中的观察可以引起被测量状态的随机突变,这与经典力学完全不同。所以人脑的运作机制很可能和量子力学有关。如果说它们没有关系,那才是令人惊讶的。这是一个活跃而深刻的研究领域,欢迎大家关注,也许你会为它做出重要的贡献。

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量子信息简介

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其实《流浪地球2》里最核心的计算设备550系列就是一台量子计算机。我可以简单介绍一下,量子计算机是利用量子力学的特性(量子叠加、量子测量、量子纠缠)针对某些特定问题实现远超经典计算机计算能力的机器。

目前,已经有很多量子计算原型机被建造出来,但还没有实用价值,也就是说,还没有一台量子计算机能够在某个实际问题上超越经典计算机。有些量子计算机在某个问题上已经超越了经典计算机,比如中国科学技术大学针对“玻色子取样”问题()开发的“九章”系列,但这个问题目前还只是纯数学问题,没有实用价值。因此,量子计算机距离实用化还有很长的路要走。但这是目前全球最繁荣的科技领域之一,投入的人力、物力、财力最多,所以进步在不断发生。业界的预期是五到十年内建造出一台有实用价值的量子计算机。

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“九章二号”光量子计算机2021年发布

电影中550系列一个有趣的问题是:它们是由什么材料制成的?量子计算机目前有很多技术路线,最主流的是超导、光学,此外还有离子阱、中性原子、核磁共振、金刚石色心、硅等等,每一条技术路线都有很多人在研究。

影片中的量子计算机看上去和普通笔记本电脑没什么区别,最重要的是它没有任何特殊设备,可以即刻使用,在月球上,甚至在水中都可以使用。这似乎排除了超导的可能性,因为超导需要非常低的温度。同样,很多技术路线需要真空,这也可以排除。总体来说,550系列最有可能使用光学,因为光学的一大优势就是可以在常温常压下工作。

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谷歌超导量子计算机“Plane Tree”()

恰巧,中国在光学技术上处于世界领先地位,比如《九章》就用到了光学。不过,片方可能并没有想太多,可能只是觉得这样最方便,才这么表现。如果量子计算机附带很多制冷设备,以至于量子计算机本身的体积比制冷设备小很多,那大部分观众都会觉得很困惑。

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我的朋友量子信息理论家尹章启教授提醒我:电影里有一个镜头,马昭在研发550W,身后有一个巨大的稀释制冷机,好像用的是超导,但真正用的时候,没有制冷设备。简单的解释是制作人没有想清楚,复杂的解释是马昭等人尝试了超导,最后选择了光学。你觉得是哪一个?

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稀释制冷机

不管怎样,片方肯定知道,中国的量子计算机是世界先进的,中国量子技术研发的主力就在合肥,包括中科大,还有国盾量子、本源量子、闻天量子、国仪量子等公司。片中马钊的身份证前四位数字是3401,就是合肥。

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马钊身份证号码

 
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