Глава 1148. Сюй Чуань На самом деле это очень просто •
Поручив организацию команды проверенным людям, академики Фэн Дэнго и Пань Цзяньвэй даже не подумали о сне. Они взяли своих ассистентов и нескольких лучших членов своих обычных исследовательских групп и сразу же сели на самолет, направившись в Цзиньлин, где все еще проходила Национальная конференция математиков.
Поручив организацию команды проверенным людям, академики Фэн Дэнго и Пань Цзяньвэй даже не подумали о сне. Они взяли своих ассистентов и нескольких лучших членов своих обычных исследовательских групп и сразу же сели на самолет, направившись в Цзиньлин, где все еще проходила Национальная конференция математиков.
Кроме этих двух академических групп, направленных для изучения квантовых чипов, Научно-технический департамент также срочно направил двух ведущих специалистов в области исследований квантовых компьютеров, лично возглавляемых директором Юань Чжоули.
Обе группы прибыли в Нанда почти одна за другой и нашли Сюй Чуаня, который как раз обсуждал с Шульцем и другими математическую теорию всего.
Сюй Чуань не был особенно удивлен прибытием Фэн Дэнго и его группы, прилетевших всего через одну ночь.
Действительно, коммерчески пригодный квантовый чип "Уцзи" обладал таким магнетизмом.
В конце концов, перед ним традическая компьютерная эра устареет, революционные вычислительные возможности полностью изменят структуру информационной безопасности и станут основной движущей силой новой волны научно-технической революции.
Поздоровавшись с Шульцем и другими, Сюй Чуань повел группу в офис.
Едва войдя в офис, академик Пань Цзяньвэй с волнением спросил: "Я посмотрел то, что ты прислал. Как ты это сделал? Как ты решил проблему декогеренции? Как ты решил проблему топологических квантовых вычислений? А как насчет эффекта Холла?"
Увидев, что этот человек засыпал вопросами, Сюй Чуань прервал его и с улыбкой сказал: "Я знаю, что вы хотите спросить, но присядьте сначала. Ответы вы получите очень скоро".
Сказав это, он достал телефон и позвонил своему помощнику, попросив принести подготовленные материалы.
Он подготовился к прибытию людей еще до того, как отправил квантовый чип "Уцзи" и письмо.
Академик Пань Цзяньвэй, которому прервали вопросы, прибыл издалека и не спал всю ночь от волнения, был ошеломлен. Он задохнулся, и его лицо покраснело от волнения, на шее вздулись вены.
Сюй Чуань посмотрел на него с беспокойством, надеясь, что тот не потеряет сознание от чрезмерного волнения.
В конце концов, он был знаком с квантовым компьютером "Цзючжан" и сверхпроводящим квантовым компьютером "Дзу Чунчжи", хотя и не встречал их лично.
Помощник быстро принес материалы, что привлекло внимание академика Пань Цзяньвэя и предотвратило его обморок от чрезмерного волнения в офисе.
Раздав материалы, принесенные помощником, Сюй Чуань тихо сказал: "На половину ваших вопросов вы найдете ответы в этих материалах. Остальное спрашивайте после прочтения".
В офисе воцарилась тишина, и все взгляды были прикованы к материалам в их руках.
Особенно академик Пань Цзяньвэй и другой ведущий специалист в области разработки квантовых компьютеров, прибывший из Научно-технического департамента, жаждали погрузиться в материалы, их глаза готовы были выпасть из орбит.
Не удивительно.
Оба увидели в материалах то, что их больше всего волновало: топологическую сверхпроводящую систему, построенную на основе теоретической основы сильно коррелированных электронных систем.
Путем регулирования внешнего магнитного поля можно реализовать упорядоченную, регулируемую по плотности и геометрии вихревую структуру, обеспечивающую идеальную материальную платформу для манипулирования и плетения "майорановских нулевых мод".
Это топологический квантовый бит, построенный на основе топологической материи!
По сравнению с традиционными квантовыми битами, топологические квантовые биты обладают более высокой устойчивостью к шуму и декогеренции. Поскольку квантовая информация кодируется в глобальных топологических свойствах системы, а не в локальных степенях свободы.
Поэтому локальные возмущения (такие как шум, дефекты) не могут разрушить глобальные топологические особенности, что значительно снижает частоту ошибок.
Эта операция зависит только от топологических свойств пути, а не от конкретных деталей, и поэтому естественно устойчива к возмущениям.
Например, несколько лет назад исследовательская группа Microsoft Azure в США создала майорановские нулевые моды на концах гетероструктур, состоящих из полупроводниковых нанопроволок (таких как InAs или InSb) и сверхпроводников, индуцируя топологический фазовый переход посредством сильного спин-орбитального взаимодействия и магнитного поля.
Но простого создания майорановских нулевых мод недостаточно, ключевым моментом является обеспечение прохождения тока для управления открытием и закрытием топологической щели.
И в этой области не было завершено ни экспериментальное, ни теоретическое исследование.
— Так вот оно что, неудивительно.
В офисе академик Пань Цзяньвэй завладел одним экземпляром материалов, бормоча про себя с полными возбуждением и волнением глазами.
Хотя его основная область исследований - фотонные и сверхпроводящие квантовые компьютеры, он все же знаком с топологическими квантовыми компьютерами, основанными на топологической материи.
Но прогресс в этой области был незначительным не только в Китае, но и во всем мире.
В конце концов, даже теория не была решена.
После того, как он дал прибывшим людям около десяти минут, чтобы ознакомиться с материалами, Сюй Чуань с улыбкой начал объяснять.
— Для разработки квантовых компьютеров самой большой проблемой является проблема декогеренции квантовых битов.
— То есть, как предотвратить коллапс квантового бита под воздействием внешних возмущений, поскольку квантовый бит чрезвычайно хрупок и легко подвержен влиянию внешних факторов, таких как температура, электромагнитные поля и вибрации, которые могут вызвать декогеренцию квантового состояния.
— Более того, с увеличением числа битов снижается точность квантовых логических операций, а шум и перекрестные помехи значительно влияют на надежность вычислений.
— В этом отношении как фотонные, так и сверхпроводящие квантовые технологии не могут обойти эту основную проблему.
— Даже если создать экстремально низкую температуру и практически невосприимчивую к помехам среду, это всего лишь оптимизация внешними средствами, которая на самом деле не решает проблему.
— А чип топологического квантового компьютера Уцзи" обладает такими преимуществами, как работа при комнатной температуре, высокая помехоустойчивость и длительное время декогеренции."
Едва он закончил говорить, академик Пань Цзяньвэй, словно на уроке в школе много лет назад, поднял правую руку и задал вопрос.
— Я хотел бы узнать, как вы решили проблему применения топологической квантовой теории в модели изолированного состояния?
Услышав этот вопрос, Сюй Чуань улыбнулся, встал и вытащил из угла офиса доску, сказав: "Это на самом деле очень просто."
Подняв маркер из подставки, он продолжил писать на доске: "Эффект топологического изолятора, формирующийся в двумерном состоянии под воздействием сильных корреляционных эффектов электронов, характеризуется числом Чена, которое описывает топологические свойства системы."
— То есть C±=±［sgn（M）+sgn（B）］/2, где M и B - соответствующие параметры.
— В двумерной изолированной системе проводимость Холла может быть представлена как топологический инвариант числа Чена, что позволяет точно описать квантованные характеристики экспериментальных результатов.
Глядя на расчетные формулы на доске, академик Пань Цзяньвэй невольно нахмурился, с трудом размышляя и пытаясь понять их в течение некоторого времени, прежде чем произнести: "Если я правильно помню, проблема универсальности топологического квантового фазового перехода до сих пор не решена?"
Замолчав на мгновение, он, казалось, немного неуверенно добавил два слова.
"Кажется?"
Услышав это, Сюй Чуань слегка улыбнулся и сказал: "Я решил эту проблему пять лет назад, просто соответствующие статьи не были опубликованы."
— Пять лет назад?
Услышав этот ответ, академик Пань Цзяньвэй был ошеломлен.
Сюй Чуань кивнул и сказал: "Да, помните унифицированную теоретическую рамку для сильно коррелированных электронных систем? Вы говорили об этих проблемах, они были решены тогда, просто из-за важности вопроса, они не были опубликованы."
Услышав это, Пань Цзяньвэй мгновенно впал в состояние сомнений в жизни.
Хотя он не посещал конференцию по унифицированной теоретической рамке для сильно коррелированных электронных систем, он в то время руководил командой, работающей над созданием квантового компьютера "Цзючжан".
Но он, конечно, читал соответствующие статьи и даже многократно их изучал.
В конце концов, унифицированная теоретическая рамка для сильно коррелированных электронных систем является основой физики конденсированного состояния, а физика конденсированного состояния связана с квантовыми компьютерами, которые он исследует.
Он просто не мог представить, что эта статья также связана с проблемами универсальности топологического квантового фазового перехода и другими проблемами в квантовой области?
Если бы это произошло несколько лет назад, нет, даже вчера, до того как он увидел чип "Уцзи" и получил соответствующие экспериментальные данные, он бы ни за что в это не поверил.
Но теперь, кажется, у него нет другого мнения, кроме как поверить?
В конце концов, другой человек уже создал квантовый чип, используя соответствующую теорию.
В офисе академик Пань Цзяньвэй ошеломленно стоял в стороне, изучая уравнения на доске, а другой ведущий ученый в области квантовых компьютеров, приехавший со стороны Научно-технического института, ‘Танфан’, тоже не уступал ему, чувствуя себя так, словно он лунатит, с полным хаосом в голове.
Однако, по сравнению с Пань Цзяньвэем, который все еще был занят теорией, Танфану было намного лучше, или, проще говоря, намного лучше.
Он просто отбросил ту теорию, которую он не очень понимал, и задал свой самый главный вопрос.
— Академик Сюй, я хочу знать, как вам удалось контролировать число Чена магнитных клеток, то есть контролировать квантовый аномальный эффект Холла, и что насчет материалов? Что такое построение квантового аномального эффекта Холла?
Взгляд упал на этого исследователя, с нетерпением смотрящего на него, Сюй Чуань слегка улыбнулся.
— Этот вопрос тоже несложный.
Сказав это, он поднял правую руку и продолжил писать на доске: "Прикладывая слабое магнитное поле, можно контролировать направление намагниченности однослойного материала оксида переходного металла, тем самым реализуя квантовый аномальный эффект Холла с разными числами Чена."
— А когда межслойное взаимодействие слабое, оно может применяться к каждой слоевой решетке в трехмерном материале.
— Это значит, думаю, тебе должно быть понятно.
Танфан взволнованно кивнул, с полными глазами возбуждения, продолжая слова Сюй Чуаня.
— Это означает, что когда межслойное взаимодействие сильно, дисперсия полосы будет увеличиваться в направлении энергетической щели числа Чена, что приведет к закрытию энергетической щели числа Чена в определенном трехмерном импульсе, образуя точку Вейля и приводя к магнитной физике Вейля.
Решетка конической структуры и теория энергетической щели числа Чена уже обсуждались в физическом сообществе в начале 0-х годов, но настоящим ядром является то, как умело превратить теорию в прикладные исследования.
А предложенная Сюй Чуанем схема контроля направления намагниченности однослойного материала оксида переходного металла, после его нынешнего понимания, была такой же слабой, как тонкая бумага, которую легко прорвать.
Но именно этот тонкий лист бумаги мучил весь мир не менее двадцати лет!
Сюй Чуань кивнул, демонстрируя вид человека, готового обучать других.
В офисе потребовалось более часа, чтобы Сюй Чуань предварительно разрешил сомнения экспертов, приехавших издалека из столицы.
Конечно, это было лишь предварительное решение.
В конце концов, заставить этих экспертов, занимающихся прикладными исследованиями в лаборатории, понять сложные физико-математические формулы, которые он завершил ранее, было действительно трудно.
А топологическая сверхпроводимость, основанная на единой структуре сильно коррелированных электронных систем, была ядром квантового чипа "Уцзи".
Чтобы понять это, даже с помощью статей, потребуется не менее двух-трех месяцев, не говоря уже о том, что у них сейчас нет полных статей.
В офисе, после того как они прояснили некоторые ключевые вопросы, которые хотели узнать, атмосфера значительно смягчилась.
Сюй Чуань, который проговорил полдня и немного пересох в горле, хотел выпить стакан воды, но обнаружил, что на столике нет чайника.
Эти люди приехали слишком быстро, он забыл попросить ассистента заварить чай.
Позвав ассистента заварить чай, чтобы увлажнить горло, Сюй Чуань посмотрел на директора Научно-технического института, Юань Чжоули, и спросил.
— Я полагаю, вы специально приехали сюда, чтобы спросить меня о тех вопросах, которые я только что объяснил?
Напротив, на диване, Юань Чжоули, который час просидел в академической растерянности и объяснениях, наконец-то попал в свою стихию. Он улыбнулся и сказал.
"Отчасти."
— А еще часть связана с развертыванием и работой в области информационной безопасности, упомянутой в письме, которое вы нам прислали. Мы планируем сформировать надежную команду из академиков Фэн Дэнго и Пань Цзяньвэя вместе с вами, чтобы как можно скорее разработать надежный алгоритм шифрования и подготовить работу по коммерциализации квантового чипа 'Уцзи'.
Услышав это, Сюй Чуань кивнул и сказал: "Нет проблем. В то время вы можете просто обратиться к исследователю Гэн Цзинлуну в Институт материаловедения Чуньхай."
— В настоящее время он отвечает за исследования квантового чипа 'Уцзи', вы можете просто обратиться к нему.
Услышав это, Юань Чжоули широко улыбнулся и сказал: "Спасибо, академик Сюй."
Сделав небольшую паузу, он продолжил: "Кроме того, есть еще одно дело. Я пришел сюда как представитель, чтобы обсудить с академиком Сюй ваши взгляды на прорыв в технологии квантовых компьютеров и работу в области информационной безопасности."