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第440章 “收音机量子计算机”的疯狂蓝图!以真空管为量子比特?(2/3)

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    但秦风知道,这绝不是痴人说梦!因为他有学神系统的理论支持,有超越时代的知识储备,更有那颗敢于挑战一切权威、颠覆一切传统的疯狂之心!

    第二步:重塑“回路”,打造“量子信息高速公路”!

    有了“宏观量子比特”,接下来就需要解决如何对它们进行精密操控、如何让它们之间产生量子纠缠、以及如何读取它们所携带的量子信息的问题。

    秦风的目光,投向了收音机内部那些由铜线、电阻、电容组成的LC谐振回路和天线系统。这些原本用来接收和选择特定频率无线电信号的“模拟电路”,在他的蓝图中,将经历一次彻底的“量子化升级”,摇身一变,成为连接和驾驭那些“电子管量子比特”的“量子总线”与“信息高速公路”!

    根据“微型化信息处理器阵列设计(概念版V0.5)”的理念,他将对这些回路进行大刀阔斧的改造:

    超导化改造: 将谐振回路中的关键电感线圈,用高纯度的低温超导材料(这些材料,他可以从物理系的低温实验室“合理申领”一些边角料,或者干脆自己用系统知识合成一点“阉割版”的)替换掉。超导线圈在低温下电阻为零,可以形成Q值(品质因数)极高的谐振腔,从而能够以极低的损耗,与“电子管量子比特”内部的微弱量子态变化发生强烈的电磁耦合。

    特种材料应用: 在谐振回路中,巧妙地引入一些具有特异电磁响应的铁氧体材料或特种介电陶瓷(这些,他可以从材料系的实验室“借用”一些样品)。这些材料在特定的微波频率下,可以展现出极强的非线性效应或负折射率等奇异特性,能够被用来制造微型的“量子环行器”、“定向耦合器”甚至是“单光子级微波探测器”,从而实现对量子信号的精确路由、放大和读取。

    天线系统的“量子化”: 收音机原有的拉杆天线,也将不再是简单地接收宏观的调幅调频广播信号。秦风将对其进行重新设计,使其能够高效地发射和接收用于操控“电子管量子比特”的特定频率的微波脉冲序列。它甚至可能被改造成一个微型的“相控阵天线”,能够精确地将控制信号聚焦到某一个或某几个特定的“电子管量子比特”上。

    通过这些匪夷所思的“量子化升级”,收音机原有的谐振回路和天线系统,将不再是用来接收“哥哥妹妹情意长”的戏曲广播,而是变成了能够精密地向“电子管量子比特”注入量子信息(比如,通过特定的微波脉冲序列将其制备到某个初始叠加态),能够精确地调控它们之间的量子纠缠强度(比如,通过耦合谐振腔让两个或多个量子比特发生受控的相互作用),也能够精确地读取它们最终的量子态(比如,通过探测谐振腔频率的微小偏移来判断量子比特是处于“0”态还是“1”态)的关键部件!

    这,就是“熊猫量子霸王机”的“神经系统”!用最古老的模拟电路原理,去驾驭最深奥的量子信息洪流!

    第三步:驾驭“凡尘噪音”,成就“量子计算之驱动核心”!

    如果说前面两步的改造,已经足以让任何一个了解现代物理学的人都感到匪夷所思,那么秦风蓝图中的第三步,也是最核心、最“黑科技”的一步,则简直可以说是“丧心病狂”、“逆天而行”!

    他要做的,是将这台老旧收音机最大的“敌人”和“缺陷”——那无处不在的、让宿管刘阿姨烦不胜烦的“滋啦滋啦”的环境电磁噪声——变废为宝,化作驱动整个“熊猫量子霸王机”进行量子逻辑运算的“免费能源”和“天然指令集”!

    根据“基于环境电磁场噪声的量子逻辑门实现原理(残篇)”中那些闪耀着颠覆性智慧光芒的理论片段,秦风构想了一个堪称“化腐朽为神奇”的方案:

    量子噪声的“筛选”与“提纯”: 他将设计并搭建一个特殊的“量子噪声信号处理模块”。这个模块的核心,可能是一些经过特殊编程的FPGA芯片(他可以从电子系的实验室“借”几块),辅以一些简单的模拟电路和高精度滤波器。这个模块的功能,就像一个技艺高超的“淘金者”,能够从周围环境中那些包含了从宇宙背景辐射到手机信号、从马路上的汽车点火干扰到隔壁宿舍耗子打星际争霸时鼠标发出的电磁脉冲等各种频率、各种强度的、看似混乱不堪的“原始电磁噪声”中,“筛选”并“提取”出特定频率范围(例如,与“电子管量子比特”的能级跃迁频率相匹配的微波频段)、特定统计特性(例如,具有某种“色噪声”或“$1/f$噪声”特征)的“有用噪声”。

    随机共振的“放大”与“驱动”: 那些被“筛选”和“提纯”出来的“有用噪声”,将被导入到一个基于“随机共振原理”的特殊放大器中。随机共振,是一种奇特的非线性物理现象,它指的是在某些非线性系统中,适量的噪声反而能够显着增强系统对微弱输入信号的响应能力,甚至能够从完全被噪声淹没的信号中“提取”出有用的信息。秦风要做的,就是利用这种效应,将那些微弱的“有用噪声”进行非线
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