从华夏崛起到星辰大海

山阳曹孟德

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第4章 量子芯片构想

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八万现金被林枫分成了三部分:五万藏在了出租屋地板下一个自制的隐秘夹层里,两万作为日常开销和购买“原材料”的资金。

另外一万则被他用来升级了自己的生活和工作条件——他换了一个更稳定的二手笔记本电脑,买了一套基础的电子维修工具。

以及一批常见的电子元器件。剩下的钱,他小心翼翼地存放在一个旧铁盒中。

资金的压力暂时缓解,但林枫心中的火焰却燃烧得更加旺盛。

那块卖给“老猫”的7N单晶硅,像是一针强心剂,让他彻底相信了【万物合成系统】拥有颠覆现实科技的能力。

他不再满足于仅仅合成一些基础材料或改进现有产品。

那个深埋心底、最初激活系统时因愤懑而生的念头,再次清晰地浮现出来——他要拥有一种绝对领先的、能打破技术壁垒的、真正“核弹”级别的技术。

他的目光,投向了计算能力的皇冠——量子计算。

目前全球的量子计算研究,大多还停留在实验室阶段。

主要技术路线包括超导回路、离子阱、光量子等,各自面临着量子比特数量少、相干时间短、错误率高、需要极端低温环境等诸多难题。

而商用领域,更是被几家巨头牢牢把持,对中国进行严格的技术封锁和设备禁运。

“如果……我能弄出一种更稳定、更容易扩展、甚至能在稍高温度下运行的量子芯片呢?”这个念头一旦产生,就再也无法遏制。

夜深人静,只有老旧空调发出沉闷的嗡鸣。

林枫将之前收集的、还没来得及分解的所有电子垃圾都堆在了工作台前——

各种型号的废旧手机主板、电脑cpU和内存条、显卡核心、甚至一些从报废仪器上拆下来的不知名芯片。

林林总总,堆了不小的一堆,估计总质量超过五公斤。

这些,将是他进行这次“疯狂”推演的基石。

他没有立刻开始扫描,而是先打开电脑,尽可能多地搜集关于量子计算的前沿论文(主要是公开的综述和摘要)和各种技术路线的优缺点分析。

他深知,系统的【推演】功能与宿主自身的知识储备和理解深度相关。

哪怕他无法完全理解那些深奥的数学和物理原理,但至少要知道当前技术的瓶颈在哪里,未来的方向可能是什么。

他重点关注了硅基半导体路线的量子计算。

因为这条路线理论上可以利用现有相对成熟的硅基芯片制造工艺,具有更好的集成潜力和可扩展性。

其中的自旋量子比特方案,利用电子自旋的上下态来表征0和1,被认为是一条很有前景的路径。

“基于现有的、最常见的硅材料……利用自旋……如何克服退相干?如何实现高精度操控和读取?”

林枫一边浏览着信息,一边在笔记本上记录着关键词和思路,大脑飞速运转。

准备工作做了将近两个小时,直到他觉得自己的大脑已经装不下更多信息,对“超越当代的算力核心”有了一个相对具体和清晰的概念轮廓。

他深吸一口气,将手按在那堆冰冷的电子垃圾上,意识沉入系统界面。

“系统,扫描眼前所有目标,详细记录物质构成,纳入材料库。”

【扫描指令接收…开始多目标批量扫描…】

系统界面上的数据流以前所未有的速度开始刷新,一条条物品信息和成分列表飞速滚动。

林枫能感觉到,这次扫描消耗的时间远比之前扫描单一物品要长,系统的处理似乎也更为“吃力”。

-> 目标1:智能手机主板 (型号A)…扫描完成。

-> 目标2:笔记本电脑cpU (型号b)…扫描完成。

-> 目标3:dRAm内存芯片…扫描完成。

-> …

-> 批量扫描完成!共扫描目标物27件。

-> 新增材料已更新至材料库。主要增加:硅、铜、铝、金、银、钽、稀土元素(镧、铈、钕等)…

-> 系统经验值+5。

仓库里材料的种类和数量瞬间丰富了起来。尤其是硅元素,总量突破了2500克,其他各种金属和稀土元素也都有了不同程度的增加。

最关键的时刻到了。林枫集中全部精神,在【推演】功能中,不是选择具体的物品名称,而是输入了一个复杂的概念性指令:

“推演目标:一种基于硅基材料,利用电子或原子核自旋效应构建的量子比特为核心,具备超高密度集成潜力、

可在高于绝对零度(目标>1K)环境下稳定运行、错误率低于当前主流技术两个数量级、算力理论峰值超越现存最强超级计算机至少千倍以上的通用量子计算核心芯片的完整设计与制造图纸。

推演基础:当前材料库所有元素,及宿主已输入的关于量子计算与半导体器件的认知。”

这个指令几乎耗尽了他所有的脑细胞,将他这段时间的思考和搜集到的技术痛点都囊括了进去。他紧张地等待着系统的回应。

界面陷入了短暂的停滞,仿佛系统也在处理这个极其复杂的需求。几秒钟后,提示音响起,但与往常不同,带着一丝凝重:

【推演请求接收…请求复杂度极高,涉及规则级信息重构…】

【开始深度推演…整合材料库…解析物理规则边界…模拟技术路径…】

刹那间,林枫感觉自己的大脑像是被投入了一个信息的旋涡!

无数他理解或不理解的公式、符号、三维结构图、能带图、电磁场分布模拟、材料界面态分析……如同决堤的洪水般涌入他的意识!

他看到了硅晶体中电子的自旋在磁场下的进动;

看到了利用纳米级电极产生的局域电场对单个电子进行囚禁和操控的设想;

看到了利用微波脉冲进行精确的量子门操作序列;

看到了复杂的纠错编码在网络化的量子比特之间流转;

看到了利用硅材料中同位素纯化来延长相干时间的巧妙设计;

还有那利用超导金属与特殊稀土氧化物组合,在芯片上集成微型化极低温冷却单元的惊世骇俗的想法……

海量的信息冲击着他的认知边界,许多地方他只能模糊地理解其意图,却无法深究其数学和物理细节。

他头痛欲裂,脸色发白,额头上渗出细密的冷汗,但他死死咬着牙,努力保持着清醒,尝试去抓住那些他能够理解的关键点。

这个过程持续了足足五分钟,对于林枫而言,却如同一个世纪般漫长。

终于,信息洪流渐渐退去,系统的提示音再次响起,带着一丝完成重大任务后的平静:

【深度推演完成!消耗材料库信息权重…生成图纸:‘硅基自旋量子比特原型芯片 (50比特样机)’】

【警告:图纸等级 Lv.5,远超宿主当前系统等级 (Lv.1)。强行合成成功率低于1%,且存在未知风险。】

【系统经验值大幅提升!+30 Exp】

林枫顾不上剧烈跳动的心脏和隐隐作痛的太阳穴,立刻将意识聚焦在新生成的图纸上。

图纸复杂得令人眼花缭乱,远非之前的单晶硅或电池所能比拟。

它不仅仅是一个芯片的平面图,而是一个从底层材料到封装测试的完整技术体系。图纸被分成了几个核心模块:

1. 核心量子比特阵列: 50个量子比特以独特的网格状排列,每个比特单元都包含精密的纳米电极和微波谐振器结构,利用硅锗异质结来约束电子自旋。

2. 集成化量子态操控与读取电路: 直接在芯片上集成了模拟微波控制电路和超高灵敏度的电荷传感器,用于操纵和读取量子比特状态。

3. 片上微型制冷单元: 一个利用了逆电卡效应的超薄薄膜结构。

通过施加电场变化,能在极小的空间内实现从4.2K(液氦温度)到目标操作温度1.5K的主动冷却!这是林枫完全无法理解的黑科技。

4. 量子比特互联与I\/o接口: 采用了一种基于超导铌的微波光子波导,实现芯片内量子比特之间的长程耦合,以及与外部控制系统的连接。

而所需的材料清单,更是让林枫倒吸一口凉气。

同位素纯化硅?超导铌?氦-3?还有那个闻所未闻的逆电卡冷却技术……

这其中的任何一样,都不是他靠分解废旧手机或者用八万块钱能轻易搞到的。

同位素纯化材料受到严格管制,超导铌和氦-3是战略物资,价格昂贵且渠道难寻。那份材料清单,像一堵冰冷的高墙,将他与那个超越时代的算力核心隔绝开来。

系统等级Lv.5,成功率低于1%的警告,更是雪上加霜。

然而,短暂的沮丧之后,一股更加强烈的兴奋和斗志涌了上来。

这条路是通的!系统真的能推演出可行的、远超当代的科技蓝图!虽然艰难,虽然看似遥不可及,但至少有了明确的方向和目标。

“硅基自旋量子比特……50比特样机……超越超算千倍……”林枫喃喃自语,眼中闪烁着近乎狂热的光芒,“只要造出来,什么技术封锁,什么算力瓶颈,统统都将被碾碎!”

他小心翼翼地将这份图纸设置为“重点关注”,隐藏在系统界面最安全的位置。这将是他的最高目标,他的星辰大海。

当前要做的,不再是好高骛远地盯着量子芯片,而是脚踏实地地升级系统,赚钱,利用系统能力逐步积累技术和资源,想方设法搞到那些稀缺材料。

他看了一眼系统经验条:Lv.1 (62\/100)。一次深度推演,竟然直接给了30点经验值,距离升级不远了。

“先升到Lv.2,看看会有什么新功能或者提升。”林枫定了定神,将量子芯片的构想暂时深藏心底,转而开始规划更现实的下一步——

如何高效地获取经验值,以及如何利用现有能力,更快地积累资金和资源。

他的目光,再次投向了系统中那些等级较低、材料要求也更亲民的图纸。或许,是时候合成一些更“实用”的东西,来打开局面了。

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