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646章:量子退相干

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将收集好氦-3,存入距离熔浆隧洞不远的存储舱内。

    天女号这里听不到任何声音,死一般的幽静。

    “请注意,运输舱开启。”

    天女号的人工智能开启运输舱的舱门,运输舱内的机器人打开固定设备的安全带,各种机器设备启动,缓缓离开运输舱,进入月面。

    除了五台氦-3提取机器人,其他机器人全部朝熔浆隧洞进去。

    这一次,数量不少,而且机器的体积也比神女号运输过来的要大一圈,还有一个工具箱内,装着几个机器人的钻头,以便机器人自己更换。

    一台运输机器人,载着氦-3采集舱,到达熔浆隧洞旁边的预定位置放下,又将已经集满的采集舱带上,回到天女号内。

    一吨重的采集舱里,装有冷藏系统,里面还有100公斤的氦-3,这是氦-3提取机器人采集的,回到地球,将作为受控核聚变的燃料使用。

    “地球,这里是天女号,所有任务完成,请求返航。”

    所有机器人投放完毕,氦-3的采集舱回收完毕,几台机器人装载一些月岩月壤后,天女号的人工智能发出请求信号。

    “允许返航。”

    1号楼的实验室内,墨女接收到信号后,通过指令。

    “默哥,天女号返航了。”

    “嗯。”

    正在实验台前的陈默应了一声,认真看着眼前的量子芯片设计图。

    这是墨女根据他的想法,制作出来的量子芯片设计图。

    制造量子计算机,量子芯片的重要程度不言而喻。

    量子芯片需要将量子线路集成到基片内,来承载量子信息处理。量子芯片的道路有很多种,包括超导系统、微纳光子学系统、原子系统、离子系统和半导体量子点系统。

    陈默选择的研究方向是超导系统。

    他目前有常温超导材料,而且超导量子芯片系统的技术,实现起来难度相对较低。

    在量子芯片研究上,陈默有科技图书馆内得到的几种技术方案,结合现实中的一些理论,择优而取,希望能研发更加高效的量子芯片。

    目前研究的难点,是延长量子比特的退相干时间。

    量子相干性是指量子之间的特殊联系,利用它可从一个或多个量子状态推出其他量子态。

    若一串量子彼此相干,可将这串量子比特当成一个‘命运共同体’,对其中一比特进行处理,就会影响其他比特的运行状态,量子计算机能高效运行,就是基于量子这种特性。

    退相干就是波函数坍塌现象,量子力学的基本数学特征之一。

    简单解释是原本存在0到1多种状态的连续性概率幅,在‘观测’的瞬间,突变为0或者1的某个特定函数点。

    形象一点解释,就是薛定谔的猫实验里,当薛定谔没打开箱子去‘观测’猫时,猫只以一定的概率活在盒子里,处于不生不死、即生又死的叠加态,而当薛定谔打开箱子‘观测’时,猫原来不确定生死的存在性在‘观测’的瞬间突变为现实,生或死,即0或1,其中一种。

    量子计算机的运算时间,受量子退相干的影响。

    量子比特之间的相干性很难长时间维持,一旦遇到外界实体观测,量子比特就会失去相干性。

    在计算机内,量子比特会与外部环境发生作用而发生退相干。量子从相干态到失去相干态过程的这段时间,为退相干时间,如果退相干时间不够长,量子计算机就无法计算。

    增加退相干时间是量子芯片技术的难点,也是陈默现在正在研究解决的问题之一。

    除了延长量子比特退相干时间、实现自旋量子比特的制备,测量和操控,也是陈默现在研究的课题。

    陈默从科技图书馆内得到的技术理论中,超导量子干涉,是现有他能用于操控微观量子态最好的理论技术。

    此外,还有操控精度上,需要突破容错量子阈值,量子芯片才有可能成功。

    为保证可拓展量子计算有效进行,逻辑操作的错误发生率不能超过10量级,为了实现这种容错率,陈默选择用拓扑量子纠错作为研究方向。

    利用量子态的拓扑性质,用于量子纠错过程。

    科技图书馆种得到的量子资料上,有记载这种理论,现实科学中也有类似的拓扑量子纠错理论,这是现有技术可以实现的最高容错率量子计算方案。

    “去一趟实验室。”

    陈默从平台上站起来,让墨女存储好量子芯片设计的资料,朝量子实验室过去。现在不确定方法可不可行,他需要用实验来验证自己的想法和思路。
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