12月25日圣诞节,备齐材料后炎黄未来实验室开始了一系列的实验,主要是为了论证超导芯片的逻辑电路。
逻辑电路的设定跟原理,魏来早就了解熟知了,可对于现今科学界来说,这还是一个新的尝试,所以想要得到科学界的信服,那必须就要用实验数据来证实可行性,这也是魏来建立实验室的目的。
概略图早已经准备好,今天的实验是一一测试这些逻辑电路,获取各项数据,再跟自己脑海中的信息进行比对。
这些逻辑电路的实验魏来早已了然如心,在电子显微镜的协助下,将提前制作好的约瑟夫森结与超导材料制作成电路,用制冷机将温度降至绝对零度后导入电流。
整个过程一点都不拖泥带水,那种熟练程度根本不像是第一次做实验的人。
在旁边协助魏来打下手的马振春眼都直了,心中感觉自己好像看不懂这个好友了,他怎么会这些的?
这特么的是自己熟悉的魏来吗?他什么时候学会做实验的?这动作跟速度非常娴熟一看就是老手,这什么情况?
虽然事先跟我讲解了实验的目的,但是我怎么就看不懂呢?难不成我们上的不是一个学校?
马振春一脑门子的问号,可惜魏来做实验之前就跟他约法三章,实验期间不得说些废话,有什么问题可以在实验结束后提。马振春强忍着心中的疑问,耐心的陪着魏来继续进行实验,他的主要任务是帮忙记录实验数据,还有使用DV将主要实验过程拍摄下来。
......
魏来知道传统电子元件制造的CPU逻辑上只能表现两种状态,开或者关,或者说让电流变或者不变。这就意味着它的内部只能用1和0做基本单位,这就是二进制。
传统的晶体管芯片在运行时,将输入的信息转换成二进制后再进行运算,比如32位处理器一次最多能把32个1和0变成另外一种0和1。数据再多也得排着队轮流来,这就导致输入信息量规模过于巨大时,运算就跟不上了。
因此传统的半导体计算机非常善于处理计算一些确定性问题,但是这个世界还有存在很多的复杂性问题,虽然传统计算机也可以计算处理复杂性问题,但是所要消耗的时间非常久。
有些科学家认为可以不用电流来表示0和1,可以用量子来模拟二进制,量子的特点是叠加,一个量子比特可以同时包含0和1,也就是两个信息,互相组合一下2个量子比特就是4个信息,3个量子比特就是8个信息,只要增加到50个量子比特的时候就能直接达到传统超级计算机的水平。
如果是300个量子比特时,那么就可以同时表示2∧300个不同的数,这就超过了宇宙中所有原子的数目,或许造物主给这个世界编程的时候,底层架构就是用量子来组成的,也只有量子才能触及本质。
制造一块量子芯片首先需要寻找一种可以进入量子态的物质,比如光子、电子。
可以使用光子的偏振方向代表0和1,从单一光源发射出一个光子,然后用一种设备将光子劈开,这样的话光子就会被劈成两个,这样光子就获得了量子缠绕的状态,劈出的光子量子比特在光路中运行,再通过对光子的干涉来改变光子的量子状态,根据缠绕结果,最终实现运算。
也可以使用离子,铍镁钙这些都是最外层只带一个电子的离子,它们可以被电场束缚起来,就好像磁悬浮列车一样,悬浮在半空固定起来,这种状态就叫做离子阱,而离子的能级正好就能表示0或者1,要想操作这些离子的状态就需要用激光照射到单个悬空的离子上,改变离子的能级,即可将离子转变为一种二进制。
但是这两种方法的困难之处在于光子和离子实在是太小了,很难控制。
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