第一千零八十八章演講進行中
「所以我們今天就講一講晶片,為大家講一講我們組的這個隊伍現在要幹什麼,當然如果聽了之後你也有興趣並想要在我們國家的半導體事業貢獻一份力,我覺得就講成功了。」
「emm……我們都知道現在的晶片已經做到了5納米的精度了,往下就不行了,因為5納米之下就是微觀量子領域的世界了,毫無疑問量子計算機是未來的趨勢之一。」
「我今天要給大家講的是一個我們未來科技的內部團隊正在攻克的終極目標,一個應用在量子計算機上的超導技術的研究,當然我們公司的研發部門是有很多秘密進行研究的前沿課題的,今天我們講這個。」
當在場的學生們知道他要講的主題是跟量子力學有關的時候,頓時一大片的文科生未聽先懵一會兒,因為他們知道只要涉及道量子力學,絕對是勸退系列,太難懂了。
文科生們對量子力學最熟悉的,也許就是那隻既是死貓也是活貓的薛丁格的貓了吧。
然後,懵逼了一會兒,還能同時存在兩種狀態,既是死的也是活的?這場演講也是在校內論壇直播,調皮的評論已經開始打擾了。
倒是在場的理工男們,興致使然,尤其是專精計算機學科的學生們,都穩如老狗,表示毫無壓力。
舞台上,李林飛侃侃而道:「我們現在做研究,是應用在計算機上的超導技術,叫做約瑟夫森結,從名字就看得出來,約瑟夫森就是開拓者了,很神奇,本身超導就很神奇,我儘量講的通俗易懂一點,那什麼是超導呢?」
「大家應該都知道,簡單說就是沒有電阻,超導現象在一百多年前就被人類發現了,那肯定是量子效應,微觀層面的,因為宏觀不會出現這種現象。」
「超導的CBS微觀理論……為了照顧其他非專業的同學們,咱們就不去深入探究這個CBS是什麼,它說的是超導現象的形成是金屬當中某兩個電子可以形成,這兩個電子彼此自旋和動量相反。」
「可以在晶格中無損耗移動,所以才有了超導電流,在此基礎上人們開始進行更深一步的研究,當然我們也有科研團隊在深入研究。」
「有人就發現,在某些特殊的情況下,超導體即使沒有電壓也可以通過電流,這不難理解,因為沒有電阻嘛,但具體是怎麼形成的?」
「兩個超導體中間用一個很薄的材料連起來,而這個材料可以是絕緣體,也可以是正常的導體,還可以是削弱過的超導體,比如中間某一段給它弄細一點,這三種情況下只要電流通過超導了。」
「之後就不用再繼續施加電壓了,電流就不斷的流過這個設備,這就是所謂的約瑟夫森結。」
「可能有大家會疑問了,絕緣了怎麼還能繼續導電呢?哎!它還就是了,量子世界就是這麼神奇,在業內的術語,這就叫量子的隧穿效應,也叫量子的隧道效應。」
「對於一個量子而言,即使它前面是堅硬緻密的牆,也能在極高概率上傳過去,這才是對沒有密不透風的牆的最佳詮釋,就是量子隧穿。」
「這個效應很重要,如果沒有量子隧穿效應,地球上很可能就不會具備誕生生命的條件,因為太陽就不會那麼熱,太陽內部的輻射就是通過量子隧穿效應達到外部的。」
「值得一提的是再次做出卓絕貢獻的科學家約瑟夫森,他晚年比較奇怪,也不晚,中年吧大概,他自從看到了貝爾不等式之後。」
「就覺得量子糾纏這種鬼魅般的超距作用太神奇了,著了迷一般無法自拔,自那以後他就開始去研究心靈感應、意念控制這些神奇玩意。」
「在當時的物理學家們都覺得這個聰明的腦袋已經被物理學給毀了,著實可惜。」
「當傳統的晶片精度已經做到了極致,摩爾定律已經失效了,半導體產業陷入了停滯,人們堅信下一個突破就是量子晶片、量子計算機了。」
「那麼關於量子計算機,這個就說來話長了,涉及的專業知識也非常的多,這裡我就簡單的說一說迪文森這個學者為量子計算機定下的標準,也就是所謂的迪文森標準,說實現量子計算機必須要同時具備五條標準,哪五條?」
「第一條:具有可以良好表徵的量子比特並且可拓展。」
「可拓展就是可以集成,集成電路我們當然都熟悉,而良好表徵用計算機術語來說,就是每個量子比特必須能夠單獨尋址,這很重要。」
「第二條:必須要有一種方法能夠在計算之前將所有的量子比特設置為0。」
「也就是初始化,這事情說起來簡單,做起來非常不容易。現在的技術基本上都是對每個量子比特單獨操作,因為少嘛,但問題是多了之後呢?你怎麼去一鍵初始化?目前還沒有辦法,問題找到了,那解決問題就是我們科研部門攻克的主題。」
「第三條:要有一套通用的量子邏輯門。」
「什麼意思?我們知道在經典計算機中是用電晶體的狀態來表示1或0的,這個狀態具體怎麼實現?就是電平的高和低,然後通過一系列的邏輯門進行運算,邏輯門也就是電晶體,通過特殊的布置就能實現邏輯運算。」
「打個比方,如果兩個高電平打過來,它代表兩個1,然後通過一個與門,最後輸出一個高電平,代表1,那整體的過程就是真(1)與真(1)=真(1)。」
「計算機為什麼會產生熱量呢?因為我原來兩個比特的兩個信息1,通過與門之後變成了1個比特的信息了,而丟掉了1個比特,所以產生了熱量。」
「注意,產生熱量和丟失信息有關,而且是直接原因,和這個過程中與是否可逆是沒有必然聯繫的,什麼意思?」
「emm……我們都知道現在的晶片已經做到了5納米的精度了,往下就不行了,因為5納米之下就是微觀量子領域的世界了,毫無疑問量子計算機是未來的趨勢之一。」
「我今天要給大家講的是一個我們未來科技的內部團隊正在攻克的終極目標,一個應用在量子計算機上的超導技術的研究,當然我們公司的研發部門是有很多秘密進行研究的前沿課題的,今天我們講這個。」
當在場的學生們知道他要講的主題是跟量子力學有關的時候,頓時一大片的文科生未聽先懵一會兒,因為他們知道只要涉及道量子力學,絕對是勸退系列,太難懂了。
文科生們對量子力學最熟悉的,也許就是那隻既是死貓也是活貓的薛丁格的貓了吧。
然後,懵逼了一會兒,還能同時存在兩種狀態,既是死的也是活的?這場演講也是在校內論壇直播,調皮的評論已經開始打擾了。
倒是在場的理工男們,興致使然,尤其是專精計算機學科的學生們,都穩如老狗,表示毫無壓力。
舞台上,李林飛侃侃而道:「我們現在做研究,是應用在計算機上的超導技術,叫做約瑟夫森結,從名字就看得出來,約瑟夫森就是開拓者了,很神奇,本身超導就很神奇,我儘量講的通俗易懂一點,那什麼是超導呢?」
「大家應該都知道,簡單說就是沒有電阻,超導現象在一百多年前就被人類發現了,那肯定是量子效應,微觀層面的,因為宏觀不會出現這種現象。」
「超導的CBS微觀理論……為了照顧其他非專業的同學們,咱們就不去深入探究這個CBS是什麼,它說的是超導現象的形成是金屬當中某兩個電子可以形成,這兩個電子彼此自旋和動量相反。」
「可以在晶格中無損耗移動,所以才有了超導電流,在此基礎上人們開始進行更深一步的研究,當然我們也有科研團隊在深入研究。」
「有人就發現,在某些特殊的情況下,超導體即使沒有電壓也可以通過電流,這不難理解,因為沒有電阻嘛,但具體是怎麼形成的?」
「兩個超導體中間用一個很薄的材料連起來,而這個材料可以是絕緣體,也可以是正常的導體,還可以是削弱過的超導體,比如中間某一段給它弄細一點,這三種情況下只要電流通過超導了。」
「之後就不用再繼續施加電壓了,電流就不斷的流過這個設備,這就是所謂的約瑟夫森結。」
「可能有大家會疑問了,絕緣了怎麼還能繼續導電呢?哎!它還就是了,量子世界就是這麼神奇,在業內的術語,這就叫量子的隧穿效應,也叫量子的隧道效應。」
「對於一個量子而言,即使它前面是堅硬緻密的牆,也能在極高概率上傳過去,這才是對沒有密不透風的牆的最佳詮釋,就是量子隧穿。」
「這個效應很重要,如果沒有量子隧穿效應,地球上很可能就不會具備誕生生命的條件,因為太陽就不會那麼熱,太陽內部的輻射就是通過量子隧穿效應達到外部的。」
「值得一提的是再次做出卓絕貢獻的科學家約瑟夫森,他晚年比較奇怪,也不晚,中年吧大概,他自從看到了貝爾不等式之後。」
「就覺得量子糾纏這種鬼魅般的超距作用太神奇了,著了迷一般無法自拔,自那以後他就開始去研究心靈感應、意念控制這些神奇玩意。」
「在當時的物理學家們都覺得這個聰明的腦袋已經被物理學給毀了,著實可惜。」
「當傳統的晶片精度已經做到了極致,摩爾定律已經失效了,半導體產業陷入了停滯,人們堅信下一個突破就是量子晶片、量子計算機了。」
「那麼關於量子計算機,這個就說來話長了,涉及的專業知識也非常的多,這裡我就簡單的說一說迪文森這個學者為量子計算機定下的標準,也就是所謂的迪文森標準,說實現量子計算機必須要同時具備五條標準,哪五條?」
「第一條:具有可以良好表徵的量子比特並且可拓展。」
「可拓展就是可以集成,集成電路我們當然都熟悉,而良好表徵用計算機術語來說,就是每個量子比特必須能夠單獨尋址,這很重要。」
「第二條:必須要有一種方法能夠在計算之前將所有的量子比特設置為0。」
「也就是初始化,這事情說起來簡單,做起來非常不容易。現在的技術基本上都是對每個量子比特單獨操作,因為少嘛,但問題是多了之後呢?你怎麼去一鍵初始化?目前還沒有辦法,問題找到了,那解決問題就是我們科研部門攻克的主題。」
「第三條:要有一套通用的量子邏輯門。」
「什麼意思?我們知道在經典計算機中是用電晶體的狀態來表示1或0的,這個狀態具體怎麼實現?就是電平的高和低,然後通過一系列的邏輯門進行運算,邏輯門也就是電晶體,通過特殊的布置就能實現邏輯運算。」
「打個比方,如果兩個高電平打過來,它代表兩個1,然後通過一個與門,最後輸出一個高電平,代表1,那整體的過程就是真(1)與真(1)=真(1)。」
「計算機為什麼會產生熱量呢?因為我原來兩個比特的兩個信息1,通過與門之後變成了1個比特的信息了,而丟掉了1個比特,所以產生了熱量。」
「注意,產生熱量和丟失信息有關,而且是直接原因,和這個過程中與是否可逆是沒有必然聯繫的,什麼意思?」