加入“乾穹”
工程理论组,被正式任命为分布式纠错与协同控制理论方向的“席理论架构师”
,对张诚而言,不仅仅是荣誉和信任,更是一副沉甸甸的、关乎国家战略进度的千钧重担。
十一岁的年龄,在这个平均年龄过三十五岁、汇聚了国内顶尖智慧的团队里,像一颗投入深湖的石子,激起的不仅仅是涟漪,更有潜藏的质疑与观望。
尽管他初来乍到时提出的“量子大脑”
范式令人耳目一新,为陷入泥潭的项目指明了新的方向,但将宏大的构想转化为具体、可靠、可工程实现的理论模型与算法,其间的艰难险阻,远任何人的想象。
接下来的日子,张诚和整个理论组,仿佛被投入了一座无形的、高压的熔炉。
时间失去了日常的意义,白天与黑夜的界限在堆叠的草稿纸、闪烁的代码屏幕和永不熄灭的实验室灯光下变得模糊。
食堂、会议室、实验室、临时休息室构成了他们活动的全部轨迹。
空气里弥漫着浓重的咖啡因气味、打印纸的油墨味,以及一种无声的、凝聚到极致的专注与焦虑。
张诚提出的“量子大脑”
范式,核心在于“层次化异构编码”
与“全局统一控制建模”
。
然而,当团队试图将这两个核心思想具体化时,问题便如雨后春笋般冒了出来,且每一个都棘手无比。
先是异构编码的“缝合”
难题:
张诚设想中,芯片内部使用表面码等强码,芯片间使用一种新型的、对链路噪声鲁棒的“互联码”
。
但如何将这两种不同结构、不同纠错能力的码“无缝缝合”
在一起?
负责具体编码设计的吴教授团队,在尝试了多种方案后,陷入了困境。
“张顾问,”
吴教授顶着两个浓重的黑眼圈,指着屏幕上复杂的模拟结果,声音沙哑,“我们尝试了您提出的‘嵌套表面码’变体,将芯片内部的表面码视为全局码的子模块,芯片间的连接通过共享边界量子比特形成更高一层的‘元表面码’。
但是…仿真显示,在芯片边界处,错误会呈现‘聚集效应’!”
他调出一组数据可视化图,可以看到在模拟的芯片连接处,逻辑错误率出现了一个陡峭的峰值,远高于芯片内部和理论预测。
“看这里,”
吴教授指着图表,“由于互联链路的噪声和同步误差,边界量子比特的出错概率本身就高。
而我们的嵌套结构,使得边界错误不仅影响本地逻辑比特,还会通过元码的稳定子测量,快‘污染’相邻芯片的逻辑信息。
这就像…就像在两个坚固的堡垒之间,用一道脆弱的、漏风的墙连接,反而成了敌人集中攻击的突破口。”
团队成员们面色凝重。
一位年轻的研究员补充道:“我们尝试调整边界稳定子的权重,引入经典后处理进行错误抑制,但效果有限,而且经典解码的复杂度呈指数上升,实时性根本无法保证。”
张诚凝视着屏幕,眉头微蹙。
他预见到边界会是难点,但实际问题的尖锐程度还是出了预期。
这不是简单的参数调整问题,而是底层编码结构是否自洽的根本性挑战。
“我们可能过于执着于表面码的优美对称性了,”
张诚沉思片刻后说道,“对于异构系统,或许需要引入非对称的稳定子构造。
吴教授,我们是否可以尝试一种‘缓冲层’设计?在芯片边界,不直接进行强码的嵌套,而是设置一个由特殊设计的、高冗余度的‘边界保护码’构成的缓冲区域?这个缓冲码不直接参与核心计算,只负责吸收和隔离来自互联链路的噪声,并将其‘翻译’成内部强码能够有效处理的错误模式?”
这个想法让吴教授眼前一亮,但随即又面露难色:“缓冲层…思路很好,但这意味着要设计一种全新的、专门针对边界噪声特性的编码,而且会增加额外的量子比特开销和编解码延迟…”
“开销和延迟是必要的代价,”
张诚语气坚定,“关键是能否打破错误传播的恶性循环。
我们可以先从最简单的重复码作为缓冲层开始建模,评估其隔离效果,再逐步优化。”
其次是控制模型的“维度灾难”
