第524章 突袭课堂，量子计算机的强大 (第2/3页)

  再不好好听，说不定以后就听不到了。

    沈思宜原本还有点走神，此刻也不由自主地坐直了身体。

    李文浩的笔尖在纸上停了一秒，然后继续快速滑动。

    林宇继续往下讲。

    “叠加态赋予了量子计算机一个经典计算机永远做不到的能力，并行计算。”

    他在白板上又画了两组对比图。

    左边画了四个小人排成一列，每个小人面前放着一扇门。

    “假设你要在四扇门里找到唯一的正确答案，传统计算机就像这四个人，他们只能一个接一个地去推门。”

    林宇用笔在四个小人上依次点了点。

    “第一个人推开第一扇门，看看对不对。不对，换第二个人推第二扇门。还是不对，继续推第三扇……”

    “四扇门，至少要试四次。如果有一百万扇门，就得试一百万次。”

    他转向右边，画了一个模糊的人影，这个人影同时站在四扇门前。

    “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。”

    “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

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