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

  • 百年接力,守护城市万亩林海

  • 山东:“渔光融合”共享海洋绿色资源

独家策划

推荐阅读
2025全球数字经济大会2日在北京开幕。除收录标准的优势外,东壁全球科技文献数据平台还根据中国科技界与教育界的习惯,对所收录期刊进行了学科分类。
2025-07-04 09:55
超材料是一类具有特殊性质的人造材料,而具有热辐射性能的超材料可以把多余的热量“打包”传递到外界,热辐射超材料可广泛应用于零能耗辐射冷却、建筑节能降温、航天热控等诸多重要领域。
2025-07-04 09:53
中国科学院院士、海南大学生物医学工程学院教授骆清铭团队成功绘制出了小鼠三维脑区和立体定位图谱
2025-07-04 09:52
7月4日,神秘的水星将迎来东大距,这是今年第二次水星东大距,观测条件依然不错。
2025-07-04 09:51
科学是生产力的核心要素。
2025-07-04 09:50
钙钛矿太阳能电池因成本低、效率高、易加工等优势备受关注,可应用于光伏发电、车载光伏、光伏建筑等领域。
2025-07-03 09:59
目前,对于10厘米以上大型空间碎片,航天器通常采用主动规避的策略,通过轨道调整,避开可能的碰撞路径。
2025-07-03 09:58
6月26日,中国民航局官网发布公告,提到为切实保障航空运行安全,自2025年6月28日起,禁止旅客携带没有3C标识、3C标识不清晰、被召回型号或批次的充电宝乘坐境内航班。
2025-07-03 09:56
药膳制作师既要懂烹饪,是餐厅的大厨,又要懂中医药理论知识,特别是能够作为食药物质的中药材。
2025-07-03 09:55
运动有助于健康和抗衰老。但究竟是什么让运动有这种奇效呢?我国研究团队历时6年,首次系统解析了人体对急性单次运动与长期规律运动的分子-细胞动态响应谱,揭示肾脏是运动效应的关键应答器官——其内源代谢物甜菜碱作为衰老延缓的核心分子信使,通过靶向抑制天然免疫枢纽激酶TBK1,协同阻遏炎症并缓解多器官衰老进程。
2025-07-03 05:20
近日,四川乐山一小伙感觉身体不适独自乘出租车前往医院就诊,途中开启“超强自救”模式:联系妈妈告知情况、打110报警求助、打120告知医院准备急救。如果长期处于焦虑引起的躯体化障碍状态,患者会反复出现头痛、心慌、呼吸急促、胃肠紊乱、肢体疼痛、睡眠问题等。
2025-07-02 10:06
使用人工智能大模型时,不少人或许都遇到过类似问题:它们有时会捏造细节,甚至“一本正经地胡说八道”。当“喂给”大模型的训练数据包含虚假信息时,它就会产生“幻觉”、给出错误答案。
2025-07-02 10:05
中国国际航空公司所属的国产C909客机平稳降落在蒙古国乌兰巴托成吉思汗国际机场,标志着国航首条C909国际航线正式开通。早8时许,这架C909客机从呼和浩特起飞,经过1个多小时飞行抵达乌兰巴托。
2025-07-02 10:03
农业是国民经济的基础,农业领域形成新质生产力是国民经济形成和发展新质生产力的基础和“底盘”。 农业新质生产力是通过提升劳动者素质、优化劳动资料和创新利用劳动对象,实现全要素生产率的显著提高。
2025-07-02 10:01
团队基于卫星遥感数据构建了1988年至2021年青藏高原30米分辨率人工草地数据集,明确了青藏高原主要的人工草地类型及其时空分布特征,并揭示了青藏高原人工草地的迅速扩张及其驱动机制。
2025-07-02 09:59
屠光绍认为,金融机构在应用人工智能时必须在服务投资人与消费者之间寻求平衡,避免AI鸿沟,坚守金融服务大众的初心。鲍建敏倡导构建产学研深度融合、开放共赢的人工智能金融生态体系,搭建跨机构、跨领域的协同创新平台。
2025-07-01 10:13
6月30日,2025温布尔登网球锦标赛在英国伦敦拉开大幕,引发球迷关注。在草地球场,球的速度更快且弹跳不规则,比赛回合较短,发球就成为球员们的重要“武器”。红土球场并不是天然土壤,而是分层分布着碎砖粉、白色碎石灰石、碎石等。
2025-07-01 10:09
7月1日起,医保定点医药机构在销售药品时,必须按要求扫药品追溯码后方可进行医保基金结算;2026年1月1日起,所有医药机构都要实现药品追溯码全量采集上传。步,进入国家医保局微信公众号主页,点击服务、药品追溯信息查询,进入查询页面;或进入国家医保局微信公众号消息对话页,点击医保服务、药品追溯信息查询,进入查询页面。
2025-07-01 10:09
记者从国家航天局获悉,7月1日,该局发布行星探测工程天问二号探测器在轨获取的地月影像图。(国家航天局供图)  月球全色图,由天问二号探测器的窄视场导航敏感器于2025年5月30日15时拍摄,经辐射校正处理后制作而成。
2025-07-01 10:08
龙芯中科近日正式发布基于国产自主指令集龙架构研发的服务器处理器龙芯3C6000系列芯片、工控领域及移动终端处理器龙芯2K3000/3B6000M芯片以及相关整机和解决方案。
2025-07-01 10:06
加载更多