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量子计算的美学:设计与技术的交融

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术语“架构”首次被用于计算机系统是在1959年——IBM用它来描述其Stretch计算机内部复杂结构,当时这是世界上最快的计算机。此后,该行业对设计的兴趣起起落落。苹果的黑色镜面 arguably 将几乎所有设计领域压缩到了二维表面,从相机和闹钟到日记本和电话。但当我们观察数据中心时——这个时代的标志性建筑类型——我们看到的是大而无聊的盒子:仓库里摆放着冰箱大小的芯片机柜。

但有一个地方,架构这个词是恰当的:量子计算机。这些机器看起来令人惊叹。金色吊灯般的惊人复杂度,难以想象的电缆和电线纠缠,连接着悬挂在瀑布般排列中的抛光黄铜盘堆栈。它们的诱人复杂性暗示了它们不可理解的本质(正如理论物理学家Richard Feynman所说:“没有人理解量子力学”)。它们也体现了近乎一个世纪前电影如《大都会》中的复古科幻感,在那些电影中,机器被设计成看起来像在做几乎不可能的事情。

在某种意义上,它们确实做到了。量子计算在所谓的希尔伯特空间中运行——“一个抽象的数学向量”,在那里无限多的量子态可以共存。而标准计算机将数据存储在二进制“比特”中(0或1),量子计算机使用“量子比特”,它可以是1或0——或者两者都是。在多种状态下运行意味着量子计算机可以同时检查多个可能的解决方案。多维空间的概念对我们大多数人来说完全不可理解。而量子吊灯的复杂外观就像是这种困难的一个相当好的表现。除了所有这些诱人外观的设备实际上只是制冷系统。

这些计算机需要在极端低温下运行——仅高于绝对零度-273.15C的一小部分,这甚至比深空的环境温度还要低。由于需要如此极端的冷却,整个系统通常被封闭在一个箱子里,这意味着我们又回到了起点:无聊的机架式箱子。但有一家公司试图在其量子计算机的可见设计中表达这种复杂性。总部位于伦敦的Quantum Motion委托设计师Felix Thorn来体现量子多宇宙。

关键实体:公司:IBM, Apple, Quantum Motion | 人物:Edwin Heathcote, Roula Khalaf, Richard Feynman, Felix Thorn | 地点:London

常见问题:为什么量子计算机需要如此复杂的冷却系统?

量子计算机需要在极端低温下运行——仅高于绝对零度(-273.15C)的一小部分,这甚至比深空的环境温度还要低,因为量子比特必须保持量子相干性才能正常工作。

来源: Financial Times Companies · 由HeadlinesBriefing整理摘要