安徽,合肥,量子資訊科學國家實驗室。
這裏是全中國最“冷”的地方。
不是氣溫冷,是機器冷。
林遠和顧盼穿著防塵服,走進了一個巨大的白色房間。房間中央,懸掛著一個造型極其怪異的東西。
它像一個倒掛的多層婚禮蛋糕,又像一個金色的吊燈。
由純金、純銅盤繞而成,一層比一層小,最下麵是一個小小的晶片座。
“真漂亮……”顧盼忍不住讚歎,“這得值多少錢啊?”
“這是無價之寶。”
一位戴著厚底眼鏡、頭髮亂得像鳥窩的中年人走了過來。他叫葉教授。國內量子計算的領軍人物。
“林董,這就是我們要造的超導量子計算機。”
“別看它金光閃閃的,其實它現在就是個擺設。”
“為什麼?”林遠問。
葉教授嘆了口氣,指了指那個“吊燈”。
“量子晶片,也就是最下麵那個尖尖,必須在接近絕對零度-273.15℃的環境下才能工作。”
“那是宇宙中最冷的溫度。在這個溫度下,電子才會乖乖聽話,變成量子態。”
“為了製造這個低溫,我們需要一個超級冰箱稀釋製冷機。”
“但是,”葉教授指了指旁邊一台拆開的裝置,“我們的冰箱,壞了。”
“而且,買不到新的。”
“又是美國人?”
“對。Bluefors芬蘭和Oxford英國的製冷機,全部被列入了禁運名單。因為他們知道,隻要卡住了冷,我們的量子計算就熱死了。”
林遠看著那個金色的大傢夥。
“國產的製冷機呢?”
“有是有,但勁兒不夠。”葉教授無奈地說。
“我們國產的製冷機,能降到零下269度4K,液氦溫度。但這還不夠冷。”
“我們要的是10mK毫開爾文。也就是比絕對零度隻高0.01度。”
“現在的國產機,降到一半就降不下去了。”
“為什麼?”
“因為漏熱。”
葉教授抓起一把密密麻麻的同軸電纜。
這些電纜像麵條一樣,從“吊燈”的頂端室溫,一直連到最底端的晶片極低溫。
“量子晶片需要控製。我們要給它髮指令,讀資料。這需要幾千根電線。”
“這幾千根銅線,就像幾千根熱得快。”
“它們把外麵的熱量,源源不斷地導進冰箱裏!”
“我們的製冷機拚命製冷,但這幾千根管子在拚命加熱。”
“這就像一邊開空調,一邊開窗戶。”
“最後的結果就是:溫度卡在20mK,死活下不去。”
“隻要下不去這最後的0.01度,量子位元就會躁動,計算結果全是錯的。”
死結。
要控製,就得有線。
有線,就有熱。
有熱,就宕機。
林遠盯著那些亂糟糟的線。
這確實是個物理難題。銅是導電的,也是導熱的。這是物理屬性,改不了。
“能不能換材料?”顧盼問,“用不導熱的線?”
“試過了。”葉教授搖頭,“用超導線鈮鈦合金。但是超導線太脆,不好接。而且接頭處還是會有電阻發熱。”
林遠在實驗室裡踱步。
他在想,有沒有一種東西,能傳訊號,但絕不傳熱?
突然,他想起了之前的“光子晶片”。
想起了在深海修光纜時用的“光纖”。
“光。”
林遠停下腳步。
“光纖是玻璃做的。”
“玻璃導熱嗎?”
“不導熱!”葉教授眼睛一亮,“玻璃是熱的不良導體!”
“對!”
林遠指著那個“金吊燈”。
“我們把這些銅線全拔了!”
“換成光纖!”
“用光來控製量子晶片!”
“可是……”葉教授猶豫了,“量子晶片是超導電路,它吃的是微波電訊號,它看不懂光啊。”
“那就給它裝個翻譯機。”
林遠拿過一張紙,畫了一個轉換器。
“在冰箱的最底端低溫區,裝一個光電轉換器。”
“外麵的指令,變成光,順著光纖溜進去不帶熱量。”
“到了底下,轉換器把光變成電,餵給晶片。”
“這樣,我們就切斷了熱通道!”
理論很完美。
“光進銅退”。
但是,實施起來,遇到了大麻煩。
“林董,轉換器做出來了。”幾天後,葉教授拿著一個小黑塊,“但是,它在低溫下瞎了。”
“瞎了?”
“對。光電轉換器PD通常是用鍺或者銦鎵砷做的。”
“在常溫下,它們很靈敏。”
“但是,一旦溫度降到零下270度。”
“半導體的能帶結構變了,電子被凍住了,跑不動了!”
“光照上去,沒反應。轉換不出電來。”
“這就好比把眼睛凍住了。”
又是一個死結。
常溫下好用的東西,到了極寒地獄,全都罷工。
“必須找一種不怕冷的材料。”
林遠看著那個失效的轉換器。
“有沒有一種材料,越冷越精神?”
葉教授想了想。
“有。”
“超導體。”
“超導體在低溫下電阻為零,電子跑得飛快。”
“但是,超導體怎麼感光?”
大家陷入了沉思。
這時候,一直沒說話的汪韜遠端連線突然開口了。
“老闆,你還記得我們做光子雷達時用的石墨烯嗎?”
“石墨烯?”
“對。石墨烯有個特性熱電子效應。”
“它吸收光之後,電子溫度會瞬間升高,但他不會把熱傳給晶格不發熱,而是直接變成電流跑掉!”
“而且,石墨烯不怕冷!”
“哪怕在絕對零度,它的電子依然是無質量的狄拉克費米子,跑得比誰都快!”
“用石墨烯做低溫光電探測器!”
方案定了。
江南之芯的材料團隊,連夜趕製了一批“石墨烯光電轉換晶片”。
這種晶片,隻有指甲蓋大小,卻能在那極寒的地獄裏,捕捉到最微弱的光訊號。
改造開始。
工人們小心翼翼地拆掉了“金吊燈”上那幾千根笨重的銅纜。
換上了一束束細如髮絲的透明光纖。
原本臃腫的“吊燈”,瞬間變得清爽了,像是一個披著透明紗裙的舞者。
“封艙!”
巨大的白色圓筒杜瓦瓶緩緩升起,把“吊燈”罩住。
“製冷機啟動!”
壓縮機轟鳴。
溫度開始下降。
-200度……-250度……-269度4K。
這是國產製冷機的極限了。
接下來,看光纖的了。
因為沒有了銅纜的導熱,外部的熱量進不來了。
製冷機繼續工作。
1K……0.5K……0.1K!
“破了!”葉教授盯著溫度計,聲音發顫。
“10mK!”
“而且還在降!”
“8mK!”
“這是世界紀錄!”
沒有了熱量的乾擾,這個國產的“土冰箱”,竟然跑出了世界頂級的低溫!
環境好了。
現在,要喚醒那個沉睡的“量子幽靈”了。
“光訊號注入!”
一束鐳射,帶著複雜的量子演演算法指令,順著光纖,衝進了零下273度的黑暗深淵。
底部的石墨烯轉換器,瞬間捕捉到了光。
“啪!”
光變電。
微波脈衝精準地打在量子位元上。
螢幕上,一個原本是一條直線的波形,突然開始震蕩。
那是量子位元的“拉比振蕩RabiOscillation”。
它活了!
它在0和1之間,同時存在!
“量子態維持時間T1:100微秒!”
“這比IBM的還要長一倍!”葉教授激動得熱淚盈眶。
“因為我們夠冷!”
“因為我們沒有噪音光纖不傳輸電磁乾擾!”
“我們造出了世界上最安靜的量子計算機!”
林遠看著螢幕上那些跳動的量子態。
他不懂量子力學。
但他知道,這意味著什麼。
這意味著,原本需要算一萬年的密碼,這台機器可能隻需要一秒鐘就能解開。
這意味著,原本“盤古”大模型算不動的藥物分子式,這台機器能瞬間模擬出來。
這是算力的核武器。
“老闆,”顧盼在一旁小聲問,“這東西既然這麼厲害,我們是不是可以……去把美國人的銀行密碼給破了?”
“胡鬧。”林遠瞪了他一眼。
“這是盾,不是矛。”
“我們造它,不是為了去偷別人的東西。”
“而是為了防止別人偷我們的。”
林遠轉身,對葉教授說:
“教授,既然機器跑通了。”
“那我們就開始乾正事。”
“什麼正事?”
“後量子密碼PQC。”
“我們要用這台機器,設計出一套連量子計算機都算不出來的加密演演算法!”
“我要給我們的算力幣,給我們的工業大腦,穿上一層量子防彈衣。”
“讓美國人的量子霸權,變成廢鐵。”
然而,就在這時。
實驗室的警報燈,突然變成了黃色。
“怎麼回事?”
“不是機器故障。”葉教授看著監控,“是地震波。”
“地震了?”
“不,很微弱。人感覺不到,但量子計算機感覺到了。”
“震源在哪?”
“在東海。而且,”葉教授指著波形,“這震動很有規律。”
“不像地殼運動。”
“倒像是巨大的爆炸。”
“或者是某種超級武器的試驗。”
林遠心中一凜。
東海?
那是東和財團的地盤。
蕭若冰,她又在搞什麼鬼?
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