我們要如何開發出量子計算機550W

在《流浪地球2》中

MOSS是一款“550W”超級量子計算機

是領航員空間站核心智能主機

【資料圖】

“550W”倒過來正是“MOSS”

是“550W”為自己取的名字

那么，電影中的550系列計算機

是怎樣的一套技術體系呢？

以人類目前的科學水平

又該如何開發出550A乃至550W呢？

《流浪地球2》中的MOSS

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量子計算機

550W是電影《流浪地球2》中的重要角色，它的設定是具有自編程、可聯網、便攜帶的量子計算機，并且在一定程度上決定了整個流浪地球計劃的走向。

圖源：《流浪地球》

回到550系列上來考慮到技術路徑，假如我們需要一臺足夠強大的算力設備，而要達到電影中550W的計算能力，即使把目前世界上所有的超級計算機加起來都不夠，所以要實現550系列的超強算力，就目前而言，或許只有量子計算機才是出路。

目前，人類研發強大算力設備的主流技術路徑是超導、離子阱、光量子和拓撲量子等，而超導、離子阱技術要求高真空和超低溫環境，結合電影中550W呈現出可攜帶、體積小、高性能的特點，可以推測出電影中的科學家們選擇了光量子技術這一條路。換句話說，550系列很可能是光量子計算機。

圖源：電影《流浪地球2》

馮·諾伊曼架構是如今最常見的計算機架構，即二進制計算機。二進制計算機只有0和1這兩種基本態，而量子計算機除了0和1這兩種基本態，還存在疊加態，人們稱之為“量子比特”。

圖源：CSDN

用一個最簡單的窮舉法舉例來說明，假設有一臺四個經典比特的二進制計算機。它每秒只能得到一個狀態，比如0000或0101，那么獲得所有24種狀態就需要16秒。而同樣比特數的量子計算機只需要一秒鐘就可以計算出從0000到1111的所有排列組合。關鍵在于隨著比特數的增加，量子計算機與傳統計算機之間的性能差距是成指數增長的。

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量子體積

目前量子計算機的主流技術路徑主要是超導、離子阱、光量子和拓撲量子等等，量子比特數一般在幾十到幾百不等。

電影《流浪地球2》中并沒有直接使用量子比特這一指標來評估，而是引用了另一個概念“量子體積”（QV：Quantum Volume）。量子體積是IBM提出的量子專用性能指標。如果說量子比特是汽車零部件的制造水平，那么量子體積就相當于零百加速，不同汽車的性能都可以用這一指標來衡量。

回到電影中，550W向劉培強介紹自己的量子體積為8192，這又是什么概念呢？一個不太嚴謹的理解是它能同時處理2的8192種狀態，這個數字遠遠超過了可觀測宇宙中所有原子的數量。

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量子體積為什么是8192

單看8912，無非是213罷了，然而如果深挖電影中的彩蛋，或許8192還有著更深層的意義。電影中的張鵬和諾夫的師傅姓王，據推測應該是一位一級飛行員，而根據張鵬的年齡推測，這位王師傅應該是65后。

王偉，圖源：百度百科

不由讓人聯想到81192南海撞機事故中的王偉烈士。假如王偉烈士當年沒有犧牲，在2020年左右，他正好退役成為教官，他的學生就是當時18歲左右的張鵬和諾夫。而引爆核彈前張鵬對劉備強的指示，也和王偉烈士的遺言相似。

這種穿越時空的精神傳承，才是屬于中國科幻的獨特浪漫。一個有人類存在的文明，一個具備情感血脈、家國文化的文明，才能賦予歲月以數字之上的意義。

圖源：歷史老炮

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資料來源：CSDN、科技頭條、MBA智庫百科

作者：唐雨

審核專家：易晨 華南理工大學研究生

責編：咕嚕

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