点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:我们要如何开发出量子计算机550W
首页> 光明科普云> 图文 > 正文

我们要如何开发出量子计算机550W

来源:蝌蚪五线谱2023-03-14 16:54

  在《流浪地球2》中

  MOSS是一款“550W”超级量子计算机

  是领航员空间站核心智能主机

  “550W”倒过来正是“MOSS”

  是“550W”为自己取的名字

  那么,电影中的550系列计算机

  是怎样的一套技术体系呢?

  以人类目前的科学水平

  又该如何开发出550A乃至550W呢?

  《流浪地球2》中的MOSS

  1

  量子计算机

  550W是电影《流浪地球2》中的重要角色,它的设定是具有自编程、可联网、便携带的量子计算机,并且在一定程度上决定了整个流浪地球计划的走向。

  图源:《流浪地球》

  回到550系列上来考虑到技术路径,假如我们需要一台足够强大的算力设备,而要达到电影中550W的计算能力,即使把目前世界上所有的超级计算机加起来都不够,所以要实现550系列的超强算力,就目前而言,或许只有量子计算机才是出路。

  目前,人类研发强大算力设备的主流技术路径是超导、离子阱、光量子和拓扑量子等,而超导、离子阱技术要求高真空和超低温环境,结合电影中550W呈现出可携带、体积小、高性能的特点,可以推测出电影中的科学家们选择了光量子技术这一条路。换句话说,550系列很可能是光量子计算机。

  图源:电影《流浪地球2》

  冯·诺伊曼架构是如今最常见的计算机架构,即二进制计算机。二进制计算机只有0和1这两种基本态,而量子计算机除了0和1这两种基本态,还存在叠加态,人们称之为“量子比特”。

  图源:CSDN

  用一个最简单的穷举法举例来说明,假设有一台四个经典比特的二进制计算机。它每秒只能得到一个状态,比如0000或0101,那么获得所有24种状态就需要16秒。而同样比特数的量子计算机只需要一秒钟就可以计算出从0000到1111的所有排列组合。关键在于随着比特数的增加,量子计算机与传统计算机之间的性能差距是成指数增长的。

  2

  量子体积

  目前量子计算机的主流技术路径主要是超导、离子阱、光量子和拓扑量子等等,量子比特数一般在几十到几百不等。

  电影《流浪地球2》中并没有直接使用量子比特这一指标来评估,而是引用了另一个概念“量子体积”(QV:Quantum Volume)。量子体积是IBM提出的量子专用性能指标。如果说量子比特是汽车零部件的制造水平,那么量子体积就相当于零百加速,不同汽车的性能都可以用这一指标来衡量。

  回到电影中,550W向刘培强介绍自己的量子体积为8192,这又是什么概念呢?一个不太严谨的理解是它能同时处理2的8192种状态,这个数字远远超过了可观测宇宙中所有原子的数量。

  3

  量子体积为什么是8192

  单看8912,无非是213罢了,然而如果深挖电影中的彩蛋,或许8192还有着更深层的意义。电影中的张鹏和诺夫的师傅姓王,据推测应该是一位一级飞行员,而根据张鹏的年龄推测,这位王师傅应该是65后。

  王伟,图源:百度百科

  不由让人联想到81192南海撞机事故中的王伟烈士。假如王伟烈士当年没有牺牲,在2020年左右,他正好退役成为教官,他的学生就是当时18岁左右的张鹏和诺夫。而引爆核弹前张鹏对刘备强的指示,也和王伟烈士的遗言相似。

  这种穿越时空的精神传承,才是属于中国科幻的独特浪漫。一个有人类存在的文明,一个具备情感血脉、家国文化的文明,才能赋予岁月以数字之上的意义。

  END

  作者:梁熙汶 中国传媒大学

  审核专家:易晨 华南理工大学

[ 责编:蔡琳 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 黑龙江哈尔滨采冰节启幕 冰城进入采冰季

  • 浙江建德:迎新年乡村赶大集

独家策划

推荐阅读
基于这样的研究背景,柴秀娟团队近日研发出一种数字孪生驱动的智能温室采摘系统,能有效解决现代温室番茄生产密植环境下,机器人采摘效率低、易损伤植株的问题。团队成员郎一宁介绍:“首先,机器人搭载的滑轨式深度相机会沿温室逐行扫描,采集高精度的RGB-D数据。
2025-12-08 09:54
记者从国家数据局获悉,截至9月底,我国已建成高质量数据集总量超500PB(拍字节,计算机存储容量单位);7个数据标注基地引进和培育标注企业362家,标注从业人员达8.5万人,带动数据标注相关产值163亿元。
2025-12-08 09:53
“梦想”号大洋钻探船的母港在广州海洋地质调查局科考码头,出海执行作业任务时需要通过深中大桥。多年来,我们与150余家参研参建单位团结协作、集智创新,攻克了一个个技术难题,建成了这艘具有我国完全自主知识产权、全球领先的大洋钻探船。
2025-12-08 09:52
空中的昆虫堪称地球上最灵活的生物,能精准完成急转弯、急刹车和空中翻转。美国内华达大学里诺分校的航空航天工程师Hoang-Vu Phan指出,这款新设备标志着“微型机器人性能的巨大飞跃”。
2025-12-08 09:51
近日,中国科学院西安光学精密机械研究所超快光科学与技术全国重点实验室研究员姚保利团队在定量相位成像领域取得进展,提出了正交偏振复用剪切干涉技术,并研发出集成化定量相位相机Q-camera。
2025-12-08 09:50
这次经历让我开了窍:一个顶尖的技术工人,不能只满足于执行标准,更要具备在标准之外创造解决方案的能力。我带徒弟,始终坚持“手把手教技能,实打实查问题,面对面讲后果”。
2025-12-05 10:15
由此,研究团队模仿亚洲玉米螟幼虫头壳的结构特点,在实验室中成功“复刻”出具有类似仿生层状结构的水凝胶。为验证实际效果,研究团队将这种水凝胶安装在农业害虫侦查无人机的防撞支架上,并在模拟果园环境的复杂通道中进行测试。
2025-12-05 10:16
“十四五”时期,我国批准上市创新药达210个。为保证药品安全有效,药监部门对新药研发、生产、上市作出一系列严格规定,强化研发生产各环节质量管理。
2025-12-05 10:22
据中国载人航天工程办公室消息,根据计划安排,神舟二十一号航天员乘组将于近日择机实施第一次出舱活动。目前,空间站组合体运行稳定,神舟二十一号航天员乘组状态良好,已做好出舱活动各项准备工作。
2025-12-05 10:17
大国工匠的成长是一个长期、连续、贯通的过程,职业教育要为学生构建可持续发展的成长通道。在新时代的征程中,职业教育应不断探索符合技术技能人才成长规律的教学模式,为培养更多大国工匠、能工巧匠作出更多贡献。
2025-12-05 10:15
12月1日至4日,第十三届世界科学记者大会在南非比勒陀利亚举行。
2025-12-05 10:48
为何CCER可以抵消碳排放?这里不得不提到中国的碳市场。在这样一个市场里,碳减排量可以像日常商品一样被交易。
2025-12-04 10:13
近日,中国科学院院士、中国科学院分子植物科学卓越创新中心(以下简称分子植物卓越中心)研究员林鸿宣团队与上海交通大学研究员林尤舜团队、广州国家实验室研究员李亦学团队合作,种出了“不怕热”的水稻。
2025-12-04 10:03
科学家发现了一种可以在63摄氏度下存活的单细胞变形虫,创造了真核生物的耐热纪录。拉森火山国家公园以冒泡的酸性湖泊和炽热的地热池而闻名,但该变形虫却来自一条pH中性的“热溪流”。
2025-12-04 10:04
根据我国风电光伏基地规划布局方案,至2030年,这些新能源基地总装机规模将达4.55亿千瓦,大约相当于20个三峡水电站的总装机容量——“沙戈荒”生态环境脆弱,一旦遭到破坏,恢复难度大,大规模建设光伏风电发电基地可能会影响当地的植被、土壤和水资源等。
2025-12-04 10:01
光明日报北京12月3日电 记者张胜日前从生态环境部获悉,该部与国家能源局近日联合发布3项针对海陆油气田的温室气体自愿减排项目方法学。这是全国温室气体自愿减排交易市场首次将支持范围扩充到油气开采领域,通过市场机制破解油气甲烷回收利用难题。
2025-12-04 09:58
布局“未来产业”,“十五五”规划建议为什么“点名”量子科技、生物制造等6项产业?如何挖掘中国未来产业的应用价值?
2025-12-03 09:52
记者从工业和信息化部获悉:截至10月末,我国5G基站总数达475.8万个,比上年末净增50.7万个,占移动基站总数的37%。
2025-12-03 09:44
利用美国宇航局“毅力”号火星车捕捉到的声音和电信号,法国科学家提出了火星存在闪电的证据。
2025-12-03 09:41
11月30日,内蒙古自治区乌海市,我国装机规模最大的半固态锂电池电网侧独立新型储能项目成功并网。
2025-12-03 09:34
加载更多