在南京的实验室里,我盯着那台不怎么‘科幻’的量子计算装置愣了十分钟

上周三挤过南京江北产业园区的早高峰,保安看我预约短信的眼神像在看哪个走错路的访客,七拐八绕进了那栋连楼牌都没装全的实验楼,推开门第一反应是——这玩意和我脑补的差太远了。 没有悬浮的蓝光。 没有戴眼镜的研究员敲着泛紫的全息屏幕。 整台机器像个拆了外壳的双开门冰箱,外面缠着密密麻麻的紫铜色管道,连个能闪的指示灯都没几个。
实验室里稀释制冷机外观实拍
实验室里稀释制冷机外观实拍
我盯着那堆铜管愣了十分钟,陪我参访的研究员抱着保温杯笑,说之前有个中学生来参观,进门就问”你们的量子计算装置怎么连个光效都没有”,他当时憋笑憋到肩膀都抖。

你刷到的”量子计算马上淘汰手机”,全是半真半假的流量

你刷到的
你刷到的”量子计算马上淘汰手机”,全是半真半假的流量
刷短视频刷多了,总被各种离谱的科普晃得眼花。有人说再过三五年,普通家用电脑要全部换成量子芯片,打游戏能同时加载所有皮肤,算题能一秒出答案,甚至能帮你提前算好彩票号码。 扯。 别说算彩票了,现在的量子计算原型机,连算个两位数乘法都没你家抽屉里压的老人机快。 现在所有能拿出来公开演示的量子计算原型机,本质上都还在”学走路”的阶段,离能解决实际工业问题的”实用门槛”,至少还有十年以上的距离。 那天我随口问研究员,这玩意能不能帮我抢演唱会门票?他笑到保温杯里的枸杞都晃出来,说别说抢门票了,现在的量子机连稳定运行100步以上都难,算到一半状态塌了,前面的所有运算结果全作废,还不如我用手动抢票插件靠谱。 很多人对量子计算的误解,本质上是把它当成了”更快的普通电脑”——就像你之前用的拨号上网换成5G,网速快了几十倍,干的事还是刷网页、看视频。但根本不是这么回事。量子计算从根上就不是用来干普通电脑那点事的。

它到底是怎么”同时算完所有题”的?别听人扯什么玄学

之前听很多人讲量子叠加,讲得神乎其神,什么”同时存在所有可能”,什么”平行宇宙的投影”,听着像玄幻小说的设定。 换个特别直白的说法你就懂了。 你平时用的电脑,存的每一位信息,要么是0要么是1,就像你站在两扇紧闭的门前面,一次只能推开一扇,看完后面的路再回来推另一扇。 量子比特不一样。它更像你同时站在两扇门的正中间,不用挨个推开,就能同时感知到两扇门后面所有的路。
经典比特与量子比特状态对比示意图
经典比特与量子比特状态对比示意图
听着是不是特别离谱?对,连爱因斯坦当年都觉得这是扯的,说这种跨越距离瞬间影响状态的现象是”幽灵般的超距作用”,甚至花了后半辈子的时间想证明量子力学的逻辑有漏洞。 但这个”同时站在中间”的状态,脆弱到离谱。 你对着机器打个喷嚏,隔壁实验室开了个大功率的空调,甚至宇宙里飘过来的一个高能射线擦过芯片表面,它的状态就”塌”了——就像你本来同时在感知两扇门后面的路,突然被人重重拍了下肩膀,你瞬间就只能站在其中一扇门前面,刚才感知到的所有信息全没了。 现在整个行业最头疼的事,根本不是怎么把量子比特的数量堆上去,而是怎么让这些脆弱的比特,在完全不受外界干扰的状态下,安安稳稳算完一整道题。 为了把这些干扰压到最低,现在的量子计算装置都要配一台超大的稀释制冷机,把芯片的温度降到比宇宙深空还低两百多度——只有在那种极端的低温下,量子比特的状态才能多稳定个几毫秒。别觉得这几毫秒没用,对现在的技术来说,多稳定一毫秒,就能多算好几步复杂的运算。

别着急吹它能改变世界,先想想它第一次能帮我们干什么

之前有朋友听完我讲的这些,撇着嘴说”那费这么大劲造这大冰箱,到底图啥?总不能是为了凑科研经费玩吧”。 说实话,最开始能用上量子计算的场景,根本不是普通消费者能碰到的。 比如新药研发。你知道现在研发一款针对特殊靶点的抗癌药,要试多少种分子结构吗?就像你要在整个太平洋里找一片带有特定叶脉的树叶,普通的超算要连续算上几百年,才能把候选的分子结构筛出来。量子计算呢?它能同时把所有分子结构的状态扫一遍,可能几个小时就能把最有希望的几个候选名单列出来,帮药企把研发周期缩短好几年。 还有电动车的电池研发。要找一种既耐高温、又不会产生枝晶的电解液配方,本质上也是在无数种化学组合里找最优解——这刚好是量子计算最擅长的事。
稀释制冷机内部量子芯片实拍
稀释制冷机内部量子芯片实拍
别总想着它能帮你抢红包、算股票涨停。这些事普通电脑干的比它快一万倍,还便宜。 那天我凑到制冷机的观察窗旁边,盯着里面指甲盖大小的量子芯片看,研究员说现在他们做的这台装置,最多能稳定算120多步,就这,已经能帮隔壁化学系的老师算清楚一个简单的有机分子结构了。 那一瞬间我突然觉得,之前网上那些把量子计算吹成”上帝视角”的内容,真的太没意思了。 走出实验楼的时候,外面刚好飘了点南京秋天的毛毛雨,门口的保安大爷看我攥着参访证,递了杯热乎的大麦茶。 之前总觉得前沿科技离普通人特别远,要等个三五十年,突然某天醒来发现世界全变了。其实不是的。 这些在实验室里缠铜管、调温度、逐行写纠错码的人,根本就没想过要一下子改变世界。他们只是每天多让量子比特稳定个几毫秒,多算对一个数字,就够了。 急什么。 等真的有一天,量子计算能帮我们把新药的研发成本降下来,能把电池的续航提上去,能让我们算清楚更准确的气候变化模型的时候,没人会记得今天实验室里缠的那些紫铜管,也没人会记得谁在短视频里吹过什么离谱的牛逼。 但是那些技术,早就悄咪咪嵌进你每天的生活里了。

作者|科技

排版|科技

审核|柚子

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文章名称:在南京的实验室里,我盯着那台不怎么‘科幻’的量子计算装置愣了十分钟
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