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门前。
“但量子计算机不一样。它就像这个人，因为叠加态的存在，他能同时站在四扇门前，一次性把四扇门全推开。”
沈思宜瞪大了眼睛：“同时推开？”
“对，同时。”林宇点头，“因为量子比特可以同时处于0和1的叠加态，所以当你有两个量子比特时，它们能同时表示00、01、10、11这四种状态。”
他在白板上写下一组数字：
2个量子比特=同时表示4种状态
3个量子比特=同时表示8种状态
4个量子比特=同时表示16种状态
“看到规律了吗？”林宇敲了敲白板，“每增加一个量子比特，能同时处理的状态数量就翻一倍。”
“传统计算机要一个一个算，算一百万次才能遍历一百万种可能。但量子计算机只要有20个量子比特，就能一次性处理一百万种可能。”
孙浩倒吸了一口气：“这……这也太夸张了。”
（本章未完，请点击下一页继续阅读）第524章突袭课堂，量子计算机的强大(第2/2页)
“还没完。”林宇在白板上继续写：
50个量子比特≈同时处理千万亿种状态
“如果你有300个量子比特，它们可以同时表示2的300次方种状态。这个数字有多大？”
他在白板上写下一串数字。
2^300≈2×10^90
“这比全宇宙的原子数量还多。”
教室里安静了两秒。
梁永清倒吸了一口气。
“这特么也太夸张了。”
林宇继续说：“现在你们知道量子计算机有多恐怖了。但它也有个致命的弱点。”
他画了个硬币在空中旋转的示意图，然后在旁边画了几道波纹线。
“脆弱。”
“想象一下，那枚旋转的硬币极度脆弱，周围任何一点风吹草动，都会让它瞬间塌缩成单一状态。”
“要么是正面，要么是反面，叠加态消失了。”
林宇在“叠加态”三个字上画了个叉。
“这就叫退相干。”
“那怎么办？”沈思宜忍不住问了一句。
“怎么办？”林宇放下笔，”这就是现在全世界的量子物理学家都想解决的问题。“
他转过身，看着几个学生。
“退相干的本质，是量子态和环境之间发生了信息交换。”
他在白板上画了一个小圆圈，代表量子比特，然后在周围画了很多小箭头。
“温度、电磁辐射、宇宙射线、甚至实验室外面路过的一辆车，都会影响它。”
“为了延长退相干时间，我们只能想办法隔绝环境。”
林宇在圆圈外面画了一个大圈。“第一步，降温。把温度降到接近绝对零度，让热噪声降到最低。”
他又画了几个屏蔽层。
“第二步，电磁屏蔽。用超导材料把量子比特包起来，挡住外界的电磁辐射。”
“第三步，振动隔离。把整个实验室建在地下几十米，避免地面震动的干扰。”
“做完这些，量子比特的相干时间能维持多久？”
林宇在白板上写下一个数字。
100微秒
“也就是万分之一秒。”
教室里又是一阵倒吸冷气的声音。
李文浩的手抖了一下，在笔记本上划出一道墨迹。
他脑子里飞速转动，一个念头冒了出来。
“林老师。”他开口了，“如果退相干时间这么短，那怎么进行复杂的计算？”
“好问题。”林宇看向他，“这就引出了第二个核心问题，比特间串扰。”
他在白板上画了三个小圆圈，彼此之间用虚线连起来。
“量子计算机不是只有一个量子比特，而是有成千上万个。”
“这些比特必须靠得很近，才能产生量子纠缠，进行协同运算。”
“但当它们挤在一起时，就会像一群话痨一样互相干扰。”
他在三个圆圈之间画了几道杂乱的箭头。
“A的信号串到了B那里，B的信号又串到了C那里，计算结果全乱了。”
孙浩若有所思：“那量子计算是怎么完成的？”
林宇没有立刻回答。他在白板上画了一个更复杂的结构。
一个大圆圈，里面塞了密密麻麻的小圆圈。
“量子纠错码。”
“用多个不稳定的物理量子比特，绑成一个稳定的逻辑量子比特。”
他在大圆圈旁边写了一行字。
1个逻辑比特=1300个物理比特
沈思宜的笔停在纸上。
“这……这也太浪费了吧？”
“没办法。这是目前唯一可行的方案。”
林宇转过身，视线落在白板上那个庞大的