子链路的有限带宽、延迟和噪声,其容错阈值会急剧下降,甚至完全失效。
2全局量子态的同步与控制:如何在不同芯片之间,高效、可靠地分、同步和操作全局量子态?这涉及到复杂的量子网络协议、分布式量子算法设计,以及对跨芯片量子纠缠产生与维持过程中噪声的建模与抑制。
现有理论缺乏对这类“量子-经典混合分布式系统”
的统一描述框架。
3资源优化的极限:在分布式架构下,计算资源(量子比特、纠缠对、经典通信)的消耗与计算精度、度之间如何权衡?是否存在一个普适的“分布式量子计算复杂度理论”
,来指导最优的硬件架构设计与算法实现?
这三大难题,相互交织,构成了横亘在“乾穹”
工程面前的理论天堑。
传统的量子信息理论工具,在此显得力不从心。
抉择与担当
面对这份沉甸甸的邀请,张诚没有立即回复。
他花了整整一天时间,仔细研读了脱敏资料,并调动了自己在量子信息、复杂网络、非交换几何乃至统计物理方面的所有知识储备,进行初步的思考。
挑战是巨大的。
这不仅仅是解决一个数学难题,更是要为一个庞大的工程系统构建理论基础,其复杂度和系统性远他之前参与的任何项目。
一旦加入,意味着他将在未来一段时间内,将主要精力投入到这个高度聚焦且压力巨大的国家任务中,他个人的自由探索计划可能不得不暂时搁置。
然而,那股源自内心深处的、对挑战极限的渴望,以及一种模糊却坚定的“学以致用、报效国家”
的责任感,最终占据了上风。
他想起了在“玄穹”
项目中的经历,那种将理论转化为国家实力的成就感,是纯粹学术研究无法完全替代的。
而且,“乾穹”
工程所面临的问题,其理论内核恰恰处于他近期思考的多个领域的交叉点——量子纠缠、网络同步、分布式算法、纠错编码、甚至他刚探索的非交换几何思想,或许都能在其中找到用武之地。
这不仅是责任,也是一个前所未有的、验证和拓展他学术思想的绝佳平台。
当晚,他通过加密信道回复了程济深院士:
“程院士钧鉴:邮件敬悉。
‘乾穹’工程意义重大,所遇理论挑战极具前沿性与复杂性。
诚虽学识浅薄,愿竭尽所能,参与攻关。
服从组织安排。”
回复简短,却掷地有声。
初入“乾穹”
回复后的第三天,一辆经过特殊安排的车辆,将张诚从南大悄然接走,目的地是位于合肥的“国家量子信息科学中心”
核心园区。
这里戒备森严,环境静谧,与外界仿佛是两个世界。
在一间简洁而充满科技感的会议室里,张诚第一次见到了“乾穹”
工程理论组的核心成员。
除了席科学家程济深院士(一位精神矍铄、目光如电的老者),还有来自国内顶尖院所的数位量子信息理论专家、凝聚态物理学家、计算机科学家和通信领域专家。
平均年龄都在四十岁以上,张