燕京大学,国际会议中心。
这一天,这里戒备森严的程度,堪比某些国家举办的最高级别首脑峰会。一道道无形的电磁屏蔽悄然开启,将整个会场笼罩得如同一个信息孤岛。来自世界各地的顶尖物理学家、计算机科学家、少数经过严格筛选的媒体记者,以及几位眼神锐利、身份神秘的“特邀观察员”,在经过了堪称“掘地三尺”式的安检后,才被允许进入这个即将见证“历史”的会场。
会场内,灯光柔和而庄重。主席台上,简洁的背景板上用中英文写着:“燕京大学前沿计算理论内部交流研讨会”。台下,每一张名牌后面,都坐着一位在各自领域跺跺脚都能引起行业地震的大佬级人物。
白发苍苍的德国马克斯·普朗克研究所的荣誉教授,“量子霍尔效应”的早期奠基人之一,冯·克利青的远房表侄,人送外号“海森堡二世”的沃尔夫冈·冯·海森堡教授,此刻正襟危坐,表情严肃,手中的钢笔已经拧开了盖,准备随时记录。他是不太相信一个毛头小子能搞出什么“颠覆性”玩意儿的,今天来,主要是想看看这个东方国家是不是又在玩什么“宣传噱头”。
旁边不远处,来自麻省理工学院(mIt)计算机科学与人工智能实验室的当红炸子鸡,以其在“光子计算”领域的激进理论而闻名的日裔学者,中村·光子博士(dr. photon Nakamura),则显得有些兴奋。她对一切“新奇特”的计算理论都有着猎犬般的嗅觉,这次不远万里飞来,就是想亲耳听听那个传说中的“秦”,到底能说出些什么惊世骇俗的东西。
华夏本土的专家们,则更是神情复杂。有与刘明远教授私交甚笃的老友,如中科院计算所的几位院士,他们既为刘明远能带出这样的学生感到与有荣焉,又带着一丝审视和好奇。毕竟,燕大官方声明里的那些词,实在是太“大”了。
刘明远教授坐在第一排,手心微微有些出汗。他瞥了一眼身旁不远处,燕大校长和几位校领导,以及那几位来自更高层面的“大佬”,发现他们虽然面色平静,但眼神中也难掩一丝紧张和期待。
“各位来宾,各位专家,早上好。”燕大主管科研的李副校长走上台,声音洪亮而沉稳,带着恰到好处的微笑,“首先,我谨代表燕京大学,对各位不远万里莅临本次内部交流研讨会,表示最热烈的欢迎和最诚挚的感谢!”
一阵礼貌性的掌声。
“众所周知,近期因一些……呃,小小的误会,让我校物理学院本科生秦风同学及其正在进行的前沿探索,意外地受到了全球范围的广泛关注。”李副校长巧妙地一带而过,“本着开放交流、共同进步的原则,同时也为了回应国际学术界的关切,经学校慎重研究,并征得秦风同学本人同意,我们决定举办此次小范围的内部交流会。旨在向各位顶尖同仁,分享秦风同学在其‘新型计算原型机’研究过程中,所涉及到的一些……初步的、非核心的理论思考和阶段性构想。”
李副校长特意加重了“初步的”、“非核心的”、“阶段性构想”这几个词的语气,生怕别人期望太高,又怕别人觉得没料。这种分寸感,拿捏得他自己都觉得心累。
“我们深知,真正的科研突破,需要时间沉淀和严谨验证。今日之交流,更多的是抛砖引玉,希望能激发新的思想火花。下面,就有请我们本次交流会的主讲人,燕京大学物理学院——秦风同学!”
在如雷的掌声中(大部分是礼节性的,小部分是真心期待的,还有一些纯粹是看热闹的),秦风背着他那个万年不变的双肩包,穿着简单的白t恤和牛仔裤,不疾不徐地走上了讲台。
他朝台下微微鞠了一躬,神色平静得像刚从隔壁教室过来串门,丝毫没有面对一群世界级大佬的紧张感。
“各位前辈,各位老师,大家好。”秦风的声音通过麦克风清晰地传遍会场,“感谢大家百忙之中抽空来听我的一些……嗯,不成器的想法。”
台下的海森堡二世教授嘴角撇了撇,心想:果然还是个学生,客套话倒是说得挺溜。
中村·光子博士则饶有兴致地盯着秦风,眼神像是在扫描一件珍奇的实验品。
只有刘明远教授,在心里默默吐槽:臭小子,又开始凡尔赛了!你那些“不成器的想法”,随便一个都能把人家的“毕生成就”给按在地上摩擦!
“宏观量子相干调控”:从收音机到星辰大海的“强行解释”
秦风没有过多的寒暄,直接切入正题。他身后的巨大显示屏上,出现了一行简洁的标题——“关于构建新型计算架构的若干非核心原理探讨”。
“首先,我想谈谈关于‘宏观体系的量子态调控’问题。”秦风开口,声音不大,却带着一种奇异的穿透力。
显示屏上,出现了一张……呃,经过高度美颜和艺术化处理的、依稀能辨认出是无数老式电子管阵列的图片。这张图片,赫然就是当初那个学生记者偷拍到的“收音机怪物”的“高清重制版”!
台下顿时一阵轻微的骚动。
“搞什么鬼?还真是收音机?”
“这小子葫芦里卖的什么药?”
海森堡二世教授眉头皱得更紧了,感觉自己被耍了。
秦风仿佛没有察觉到台下的异样,继续说道:“诚如各位所知,传统的量子计算,主要致力于在微观粒子层面,如单个原子、离子、光子或超导量子比特等,实现量子态的制备、操控与测量。这无疑是一条前景广阔但也挑战重重的道路,尤其是在量子比特的扩展性、相干时间维持以及纠错编码等方面,面临诸多瓶颈。”
他顿了顿,话锋一转:“那么,我们是否可以换一个思路?能否在‘宏观’尺度上,例如由大量经典元器件构成的特定物理系统中,通过施加特殊构造的外部电磁场,对其内部庞大数量的电子云整体,进行某种‘集体量子行为’的精密激发与相干调控呢?”
屏幕上,电子管阵列的图片旁边,开始出现一连串令人眼花缭乱的偏微分方程组和抽象的哈密顿算符。
h^total=∑ih^tube,i+∑i<jV^ij+h^field(t)\\hat{h}_{\\text{total}} = \\sum_{i} \\hat{h}_{\\text{tube},i} + \\sum_{i<j} \\hat{V}_{ij} + \\hat{h}_{\\text{field}}(t)h^total=∑ih^tube,i+∑i<jV^ij+h^field(t)
“我的一个初步设想是,利用精心设计的时变电磁脉冲序列,作用于这样一个由特定老式电子元器件(例如,经过特殊处理的真空电子管阵列,或其他具有类似非线性响应特性的宏观器件集群)组成的系统。通过精确控制电磁场的频率、相位、振幅以及空间分布,理论上或许可以激发其内部巨量电子(^{15}1015至^{20}1020数量级甚至更高)形成一种宏观的、集体的、长程有序的量子相干态。这种宏观相干态,其自由度将远超传统微观量子比特,并可能展现出全新的信息编码与处理能力。”
秦风语速平缓,但每一个字都像一颗重磅炸弹,在专家们脑海中轰然炸响。
“宏观……量子相干调控?用电子管?”海森堡二世教授喃喃自语,脸上的不屑早已消失,取而代之的是一种极度的困惑和难以置信,“这……这听起来像是上世纪50年代的科幻小说!”
中村·光子博士的眼睛却越来越亮,她在笔记本上飞快地写着什么,嘴里还念念有词:“集体激发……电子云……长程有序……有意思!非常规思路!如果……如果真的能做到,那稳定性问题和扩展性问题岂不是……”
台下一片哗然。许多物理学家和计算机科学家开始交头接耳,脸上写满了震惊和质疑。
“用特殊电磁场调控电子管内部电子云的集体量子态?这……这需要何等精密的场控能力?能量消耗和散热问题怎么解决?”
“他说的‘集体量子行为’是指什么?玻色-爱因斯坦凝聚态的某种变体?还是某种全新的多体量子现象?”
“关键是,这种‘宏观量子态’如何编码信息?如何进行逻辑门操作?如何读出?”
秦风微微一笑,似乎早已料到他们的反应:“关于具体的调控机制、相干态的表征以及信息编码方案,目前还处于非常初步的理论探索阶段,涉及大量复杂的非平衡态统计物理和量子场论计算,暂时不便展开。但我想强调的是,这提供了一种可能性——即便是看似‘经典’的宏观系统,在特定条件下,也可能展现出超乎我们想象的量子特性,并被用于构建全新的计算模式。”
他这话,既像是在解释,又像是在“凡尔赛”——看,我随便一个“非核心”的初步想法,就够你们喝一壶的了。
一位男士在台上发表演讲
“基于环境噪声的随机共振计算”:化腐朽为神奇的逆向思维
不等众人从“宏观量子调控”的震惊中完全回过神来,秦风已经切换到了下一个议题。
“接下来,我想探讨一下‘环境噪声在计算过程中的潜在建设性作用’。”
屏幕上的画面再次变换,出现了一幅抽象的、充满随机噪点的背景图,以及一些跳动的波形曲线。
“在传统计算和信息处理领域,噪声通常被视为不共戴天的敌人。我们想尽一切办法去屏蔽它、抑制它、消除它。因为噪声会破坏信号的完整性,导致计算错误,降低系统稳定性。”秦风说道,“然而,自然界中存在一种有趣的现象,叫做‘随机共振’(Stochastic Resonance)。”
“随机共振指的是,在一个非线性系统中,适量的噪声输入,反而能够增强系统对微弱周期性信号的检测和响应能力,使得原本淹没在噪声背景下的微弱信号,能够被有效地放大和提取出来。这种现象在神经科学、生物物理学、甚至气候模型中都有所体现。”
秦风侃侃而谈,语气中带着一种引导听众进入新世界的从容。
“我的另一个不成熟的猜想是,我们是否可以借鉴‘随机共振’的原理,设计一种全新的计算范式?即,不再将环境背景电磁噪声视为纯粹的干扰,而是将其作为一种‘能源’或‘驱动力’,通过对这些看似无序的噪声进行特定频率的精密滤波、可控放大与相位锁定,来实现对某种‘计算单元’(其具体物理实现可以多种多样,甚至可以与前述的‘宏观量子态’相结合)的随机共振式驱动,并以此为基础,构建概率性的逻辑门操作和信息处理流程。”
dxdt=f(x)+A0cos?(Ωt+?)+2dξ(t)\\frac{dx}{dt} = f(x) + A_0 \\cos(\\omega t + \\phi) + \\sqrt{2d}\\xi(t)dtdx=f(x)+A0cos(Ωt+?)+2dξ(t)
屏幕上,又是一堆让人头皮发麻的朗之万方程和福克-普朗克方程的变体。
“这种‘基于环境噪声的随机共振计算’,其核心思想在于‘化害为利’。它或许不需要极端的低温环境,不需要超高真空,甚至不需要完美无瑕的器件。它从一开始就承认并试图利用环境的‘不完美性’。其计算结果可能是概率性的,需要通过多次重复和统计平均来获得,但这或许也为解决某些特定类型的复杂问题(如优化问题、模式识别、以及需要大量并行处理的模拟问题)提供了一条低能耗、高容错的蹊径。”
这番话,再次在会场内引起了轩然大波。
“利用噪声进行计算?这……这简直是疯了!”一位来自贝尔实验室的老牌工程师失声叫道,“我们花了几十年时间研究如何消除噪声,他居然说要利用噪声?”
“随机共振……我听说过这个概念,主要是在信号处理领域。但把它用到通用计算上……这跨度也太大了!”
“概率性逻辑门?这听起来有点像……神经形态计算或者储备池计算的某些思路,但又完全不同!他说的‘计算单元’到底是什么?”
中村·光子博士的呼吸都有些急促了,她感觉自己的大脑快要被这些全新的概念撑爆了。她飞快地在笔记本上画着各种框图和箭头,试图理解秦风所描述的这种计算模式的逻辑。
海森堡二世教授则陷入了更深的沉思。他隐约感觉到,秦风提出的这些看似天马行空的想法背后,似乎遵循着某种深刻的物理直觉,只是他暂时还无法完全抓住那条线索。
“并行宇宙信息交换”猜想:来自多世界的“终极忽悠”
如果说前两个理论已经让在场的专家们感觉自己的认知受到了挑战,那么秦风接下来说的第三个“猜想”,则直接把他们的三观按在地上反复碾压,差点让他们怀疑自己是不是误入了某个科幻电影的片场。
“最后,请允许我提出一个……呃,更加具有……探索性和 speculative(思辨性)的猜想。”秦风的脸上露出了一丝高深莫测的笑容,这种笑容让刘明远教授心里咯噔一下,暗道:“来了来了,这小子又要开始‘一本正经地胡说八道’了!”
屏幕上,出现了一幅更加抽象的图景:无数个平行排列的、若隐若现的宇宙泡泡,它们之间似乎存在着某种看不见的联系。
“这个猜想,与量子力学的‘多世界诠释’(many-worlds Interpretation)有关。”秦风缓缓说道。
台下立刻响起一片倒吸凉气的声音。
“多世界诠释?我的天,他要干什么?”
“这已经不是计算理论了,这是宇宙学和哲学层面的问题了!”
秦风似乎很满意这种效果,继续道:“根据多世界诠释,每当一个量子系统进行测量或发生退相干时,宇宙就会分裂成多个平行的分支,每个分支对应一个可能的测量结果。这些平行宇宙真实存在,只是彼此之间通常不发生相互作用。”
“那么,我的一个……纯粹是脑洞大开的猜想是:”秦风加重了“脑洞大开”四个字,仿佛在强调这只是个不负责任的玩笑,“是否存在某种极端物理条件或者特殊的时空结构,能够允许在这些‘平行宇宙分支’之间,进行微弱的、受控的‘信息交换’或‘量子态投影’?”
“如果,仅仅是如果,这种‘并行宇宙信息交换’在理论上是可能的,哪怕只是单向的、概率性的信息渗透,那么它对于计算能力的提升,将是……难以估量的。例如,一个复杂问题的N个可能解,或许可以在N个平行宇宙分支中同时被‘探索’,然后通过某种机制,将最优解的信息‘汇聚’或‘投影’回我们所在的这个宇宙分支。这或许能为Np完全问题等 intractable problems(棘手问题)提供一种……嗯,绕过计算复杂性指数爆炸的‘捷径’。”
Ψtotal=∑kckiuniversek??isolutionk?\\psi_{\\text{total}} = \\sum_{k} c_k |\\text{universe}_k \\rangle \\otimes |\\text{solution}_k \\rangleΨtotal=∑kckiuniversek??isolutionk?
屏幕上,公式已经变得如同天神下凡时携带的符文一般,闪烁着令人敬畏(且完全看不懂)的光芒。
这一次,会场内陷入了长达十几秒的死寂。
所有人都被秦风这个“猜想”给震懵了。
并行宇宙?信息交换?解决Np完全问题?
这……这已经不是科幻了,这是玄幻!这是神话!
海森堡二世教授张了张嘴,想说什么,却发现自己一个字也说不出来。他的大脑一片空白,感觉自己几十年建立起来的物理学大厦,正在被这个东方年轻人用一种轻描淡写的方式,拆得七零八落。
中村·光子博士手中的笔,“啪嗒”一声掉在了地上。她眼神迷离,喃喃道:“平行宇宙……计算……原来……还可以这样……”
就连那几位身份神秘的“特邀观察员”,脸上也露出了难以掩饰的震惊之色。他们彼此对视一眼,都从对方眼中看到了同样的意思:这个秦风……绝对不是池中之物!他所思考的问题,已经远远超出了“技术”的范畴,开始触及“世界本质”的层面了!
秦风看着台下众人那副“集体石化”的表情,心中暗笑:嗯,唬人效果一级棒!系统出品的“法则级忽悠大法”,果然名不虚传!
当然,他自己也清楚,这个“并行宇宙信息交换”猜想,更多的是一种基于现有理论的逻辑延伸和极限推演,距离真正的物理实现,还有着比马里亚纳海沟到珠穆朗玛峰顶加起来还要遥远的距离。他之所以抛出来,纯粹是为了把这次“科普”的“不明觉厉”指数拉到满格,让那些想从他这里套取核心技术的人,彻底陷入“想不通、看不懂、猜不透”的迷魂阵。
“以上,便是我个人在探索新型计算原理方面的一些粗浅的、不成系统的、甚至可以说是异想天开的想法。”秦风适时地结束了自己的“科普”,脸上恢复了人畜无害的谦逊笑容,“很多都还停留在纯粹的理论猜想阶段,缺乏严格的数学证明和实验验证。拿出来与各位前辈交流,主要是希望能够抛砖引玉,博采众长。我的分享完了,谢谢大家。”
尾声:听不懂,但大受震撼!
秦风话音刚落,台下先是诡异的安静,几秒钟后,才爆发出如潮水般汹涌的掌声。
这掌声,和开场时那礼貌性的掌声截然不同。这一次,掌声中充满了复杂的情绪:有震惊,有困惑,有敬畏,有难以置信,甚至还有一丝……被智商碾压后的茫然。
几乎所有的专家,此刻脑子里都只有一个念头:“虽然听不太懂……但感觉牛逼坏了!”
李副校长和燕大的一众领导们,看着台下那些世界级大佬们如痴如醉(或者说如遭雷击)的表情,心中那叫一个与有荣焉,腰杆都挺直了不少。他们也听不懂秦风讲了啥,但这不重要,重要的是,秦风成功地把这群全世界最聪明的人给“镇住”了!这就够了!
刘明远教授则悄悄地擦了擦额头上的冷汗,心想:这小子,果然没让我“失望”!这哪里是科普啊,这分明是一场赤裸裸的“学术恐吓”!
接下来的q&A环节,更是将这种“不明觉厉”的氛围推向了高潮。
一位来自法国国家科研中心、头发花白的理论物理学家,颤巍巍地站起来,用带着浓重口音的英语问道:“秦……秦风同学,关于您提到的‘宏观量子相干调控’,我想请问,您所说的‘集体电子云量子态’,其希尔伯特空间的维度是如何定义的?它与凝聚态物理中的‘量子序参量’有何本质区别?”
秦风微微一笑,回答道:“这位前辈的问题非常专业。关于希尔bERt空间的具体构建,涉及到非对易几何与拓扑场论的交叉应用,其维度取决于系统哈密顿量的对称性破缺模式和激发谱的简并度。至于与传统量子序参量的区别,窃以为,我所设想的这种宏观量子态,更强调其动态演化过程中的‘非经典关联’和‘长程纠缠特性’,而不仅仅是静态的序结构。具体的数学表述,可能需要用到范畴论和高阶张量网络的一些工具……”
法国老教授听得云里雾里,只觉得每一个单词拆开来都认识,组合在一起就变成了天外福音。他张了张嘴,最终只能颓然坐下,喃喃道:“merci... 我需要……需要回去好好消化一下……”
紧接着,中村·光子博士抢过话筒,眼神炽热地问道:“mr. qin
秦风从容应对:“Excellent questions, dr. Nakamura. 关于稳定性与可复现性,我们或许可以借鉴统计物理中‘系综平均’的思想,通过大量的并行计算单元和多次重复运算,来获得具有足够置信度的统计结果。同时,通过引入自适应的反馈控制回路,对噪声的滤波参数和放大增益进行实时调整,也有望提高系统的鲁棒性。至于计算单元的物理实现,正如我之前提到的,它可以是多样化的,比如基于特定纳米结构的可控双稳态系统,或者某种具有非线性响应特性的分子开关阵列,甚至可以与‘宏观量子相干态’的概念相结合,构建一种全新的混合计算架构。这方面,我们还有广阔的探索空间。” (中村博士,您的问题非常好。关于稳定性和可复现性……我们还有广阔的探索空间。)
中村·光子博士听完,眼中异彩连连,仿佛打开了新世界的大门,但眉头也蹙得更紧了,显然是一时半会儿消化不了如此巨大的信息量。
就这样,几个回合下来,所有试图挑战或深入探究的专家,都被秦风用更加高深、更加“不明觉厉”的理论给“挡”了回去。他们感觉自己就像在仰望一座高耸入云的知识山峰,而秦风,则早已站在了他们难以企及的峰顶,偶尔扔下几块“小石头”,就足以让他们研究半辈子了。
会议结束时,几乎所有的与会者,都带着一种“我是谁,我在哪,我刚才听了什么”的恍惚感,以及一种难以言喻的敬畏和兴奋感,离开了会场。
他们知道,今天听到的这些,哪怕只是冰山一角,也足以在未来的几十年甚至上百年里,深刻地影响整个物理学界和计算机科学界的发展方向。
而秦风,这个名字,从今天起,将不再仅仅与“常温超导”或“宇宙能量之心”这些词联系在一起。他,已经成为了一个行走在时代最前沿的、浑身散发着“未来”气息的科学先知!
一场由“收音机谣言”引发的全球风波,最终以一场“不明觉厉”的“世纪科普”而暂告段落。但所有人都明白,这绝不是结束,而是一个更加波澜壮阔的大时代的……开始!