28第28章

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    韦恩集团的量子计算实验室正在处理的项目是光量子随机行走，由于刚刚加入，多琳并没有第一时间前往位于地下的实验室进行实验或是数据纪录，而是先选择花费一段时间整理先前的数据，理清现在实验的进度。

    量子计算与经典计算截然不同的根本原因在于微观粒子的运动与宏观物体的运动规律并不相近。

    像经典物理学中常用到，也是物理学基石之一的牛顿三大定律，以及物理学中最美方程组麦克斯韦方程，它们都不适用于微观粒子，这时候要研究他们，就必须使用量子力学。

    经过马克斯?普朗克、沃纳?海森堡、马克斯?波恩、埃尔温?薛定谔、阿尔伯特?爱因斯坦等一众伟大科学家的钻研，他们建立了较为完善的量子力学理论体系。

    这套令人着迷的体系中提到，微观粒子具有量子叠加性、量子干涉性、量子纠缠性等。正是这些特性，造就了量子计算的不同寻常之处。

    以量子叠加性为例，假设粒子的状态有0和1，那么它可以以一定的几率出现在0，也可以以一定的几率出现在1。总的来说，就是它处在0和1的叠加状态之上。但一旦我们观测它的时候，它就会确定性地塌缩到0，或者确定性地塌缩到1。这就是所谓的量子叠加特性。

    这也是最广为人知的薛定谔的猫理论，那只猫目前还处于可怜的“死亡”与“生存”的叠加态中，等待着有人打开盒子，将它的结局坍缩为其中一种。

    而在没有去测量它之前，它都是处在0和1的任意叠加状态之上的。正是因为有了量子叠加特性，所以量子计算机拥有非常强大的并行运算的能力。

    经典信息的最小存储单位是一个比特，由二进制单位组成，要么是1，要么是0。一个经典的存储器只可以存储一个经典的比特。

    但一个量子存储器可以存储一个量子比特。但是由于量子比特拥有量子特性，它可以同时处在0和1的任意叠加态之上，所以一个量子存储器可以同时存储0和1两个数。

    比如有N个经典存储器，它也只可能存储2N个数当中的一个，而且一次运算它也只能变换这一个数。而N个量子存储器可以同时存储2N个数，并且一次运算它可以同时变换2N个数，这就相当于2N个经典存储器在同时运行，这就是所谓的量子并行运算。

    量子随机行走，是经典随机行走在量子世界当中的一个对应。

    经典随机性走，简单地说就是粒子的随机运动，即：粒子每一时刻的位移都是一个随机变量来刻画。

    而在量子行走当中，粒子要做量子化的处理，它就拥有了量子特性。这个量子化的粒子就可以同时从很多个位置以不同的路径去行走，所以跟经典的随机行走相比较，量子行走的速度更快。而且最重要的是，它能够在更短的时间之内占据更大的空间。那么，我们就可以利用量子行走去实现量子搜寻算法中的“幸运大转盘”。

    制作量子幸运大转盘是量子计算中的核心步骤，当每次转动这个量子幸运大转盘的时候，所要挑选出的目标对应的格子就会自动地变大，而其他的格子就会相应地缩小，很快放置目标的格子大到可以覆盖整个转盘的面积，这样我们就可以快速地找到目标。

    多琳所在的团队就是利用光子的不同自由度，比如偏振、路径、时间、轨道角动量等等，在实验室中实现光量子随机行走。

    以上便是多琳在第一天上班结束后的家庭晚餐中发言的简略版。

    高中未肆业的杰森听得头疼，大学选择文学类专业的史蒂芬妮和卡珊德拉晕头转向，已经忘记高数的布鲁斯觉得这比被子和炉火加起来还要催眠，依稀记得高数内容的凯特和迪克勉强保持清醒，电脑技术高超、常和二进制等一类数学问题打交道的芭芭拉和提姆稍微听懂了一些部分，全家学历最高、唯一一个在研读大学物理教材的达米安开始思考自己听信史蒂芬妮的建议从物理系切口打开和多琳的话题是否有些过于仓促了，只能听懂前半部分，后半部分能听懂说的是英语单词，但是连成句子和段落就完全无法理解了，那些“粒子”、“叠加”、“纠缠”从他的大脑皮层上轻而易举地划走了，不留下一点沟壑的痕迹。

    “所以我后天就能去实验室看一看实验的进展了！虽然从书面上知道了实验室目前已经实现空间域的量子行走50步的演化纪录，但还是去现场看一看、记录几次数据会更加有趣。”多琳终于讲述完她目前的规划，才发现餐桌上的人都露出呆滞的神情。

    “呃，你说完了？不好意思，我刚刚有点走神……”史蒂芬妮不好意思地卷着耳边的金发，“那些话总是神奇地从我大脑上划过去，让我的大脑变得空白又光滑，完全没有办法思考。”

    “抱歉，我又说了让你们听了迷惑的话。”多琳歉意地说。

    “我就说正常人都听不懂你的那些东西吧。”头脑里的萨拉菲娜打着哈切说道，“小姑娘，你不能总是奢求其他人和你一样都是天才。”

    “但是明天就该轮到你来掌握身体了喔，萨拉菲娜，”多琳