他转向右边，画了一个模糊的人影，这个人影同时站在四扇门前。

“但量子计算机不一样。

它就像这个人，因为叠加态的存在，他能同时站在四扇门前，一次性把四扇门全推开。”

沈思宜瞪大了眼睛：“同时推开？”

“对，同时。”

林宇点头，“因为量子比特可以同时处于0和1的叠加态，所以当你有两个量子比特时，它们能同时表示00、01、10、11这四种状态。”

他在白板上写下一组数字：

2个量子比特=同时表示4种状态

3个量子比特=同时表示8种状态

4个量子比特=同时表示16种状态

“看到规律了吗？”

林宇敲了敲白板，“每增加一个量子比特，能同时处理的状态数量就翻一倍。”

“传统计算机要一个一个算，算一百万次才能遍历一百万种可能。

但量子计算机只要有20个量子比特，就能一次性处理一百万种可能。”

孙浩倒吸了一口气：“这……这也太夸张了。”

“还没完。”

林宇在白板上继续写：

50个量子比特≈同时处理千万亿种状态

“如果你有300个量子比特，它们可以同时表示2的300次方种状态。

这个数字有多大？”

他在白板上写下一串数字。

2300≈2x1090

“这比全宇宙的原子数量还多。”

教室里安静了两秒。

梁永清倒吸了一口气。

“这特么也太夸张了。”

林宇继续说：“现在你们知道量子计算机有多恐怖了。

但它也有个致命的弱点。”

他画了个硬币在空中旋转的示意图，然后在旁边画了几道波纹线。

“脆弱。”

“想象一下，那枚旋转的硬币极度脆弱，周围任何一点风吹草动，都会让它瞬间塌缩成单一状态。”

“要么是正面，要么是反面，叠加态消失了。”

林宇在“叠加态”

三个字上画了个叉。

“这就叫退相干。”

“那怎么办？”

沈思宜忍不住问了一句。

“怎么办？”

林宇放下笔，”

这就是现在全世界的量子物理学家都想解决的问题。

“

他转过身，看着几个学生。

“退相干的本质，是量子态和环境之间发生了信息交换。”

他在白板上画了一个小圆圈，代表量子比特，然后在周围画了很多小箭头。

“温度、电磁辐射、宇宙射线、甚至实验室外面路过的一辆车，都会影响它。”

“为了延长退相干时间，我们只能想办法隔绝环境。”

林宇在圆圈外面画了一个大圈。

“第一步，降温。

把温度降到接近绝对零度，让热噪声降到最低。”

他又画了几个屏蔽层。

“第二步，电磁屏蔽。

用超导材料把量子比特包起来，挡住外界的电磁辐射。”

“第三步，振动隔离。

把整个实验室建在地下几十米，避免地面震动的干扰。”

“做完这些，量子比特的相干时间能维持多久？”

林宇在白板上写下一个数字。

100微秒

“也就是万分之一秒。”

教室里又是一阵倒吸冷气的声音。

李文浩的手抖了一下，在笔记本上划出一道墨迹。

他脑子里飞速转动，一个念头冒了出来。

“林老师。”

他开口了，“如果退相干时间这么短，那怎么进行复杂的计算？”

“好问题。”

林宇看向他，“这就引出了第二个核心问题，比特间串扰。”

他在白板上画了三个小圆圈，彼此之间用虚线连起来。

“量子计算机不是只有一个量子比特，而是有成千上万个。”

“这些比特必须靠得很近，才能产生量子纠缠，进行协同运算。”

“但当它们挤在一起时，就会像一群话痨一样互相干扰。”

他在三个圆圈之间画了几道杂乱的箭头。

“a的信号串到了b那里，b的信号又串到了c那里，计算结果全乱了。”

孙浩若有所思：“那量子计算是怎么完成的？”

林宇没有立刻回答。

他在白板上画了一个更复杂的结构。

一个大圆圈，里面塞了密密麻麻的小圆圈。

“量子纠错码。”

“用多个不稳定的物理量子比特，绑成