在《流浪地球2》中

(資料圖片)

MOSS是一款“550W”超級(jí)量子計(jì)算機(jī)

是領(lǐng)航員空間站核心智能主機(jī)

“550W”倒過(guò)來(lái)正是“MOSS”

是“550W”為自己取的名字

那么，電影中的550系列計(jì)算機(jī)

是怎樣的一套技術(shù)體系呢？

以人類(lèi)目前的科學(xué)水平

又該如何開(kāi)發(fā)出550A乃至550W呢？

《流浪地球2》中的MOSS

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量子計(jì)算機(jī)

550W是電影《流浪地球2》中的重要角色，它的設(shè)定是具有自編程、可聯(lián)網(wǎng)、便攜帶的量子計(jì)算機(jī)，并且在一定程度上決定了整個(gè)流浪地球計(jì)劃的走向。

圖源：《流浪地球》

回到550系列上來(lái)考慮到技術(shù)路徑，假如我們需要一臺(tái)足夠強(qiáng)大的算力設(shè)備，而要達(dá)到電影中550W的計(jì)算能力，即使把目前世界上所有的超級(jí)計(jì)算機(jī)加起來(lái)都不夠，所以要實(shí)現(xiàn)550系列的超強(qiáng)算力，就目前而言，或許只有量子計(jì)算機(jī)才是出路。

目前，人類(lèi)研發(fā)強(qiáng)大算力設(shè)備的主流技術(shù)路徑是超導(dǎo)、離子阱、光量子和拓?fù)淞孔拥?，而超?dǎo)、離子阱技術(shù)要求高真空和超低溫環(huán)境，結(jié)合電影中550W呈現(xiàn)出可攜帶、體積小、高性能的特點(diǎn)，可以推測(cè)出電影中的科學(xué)家們選擇了光量子技術(shù)這一條路。換句話說(shuō)，550系列很可能是光量子計(jì)算機(jī)。

圖源：電影《流浪地球2》

馮·諾伊曼架構(gòu)是如今最常見(jiàn)的計(jì)算機(jī)架構(gòu)，即二進(jìn)制計(jì)算機(jī)。二進(jìn)制計(jì)算機(jī)只有0和1這兩種基本態(tài)，而量子計(jì)算機(jī)除了0和1這兩種基本態(tài)，還存在疊加態(tài)，人們稱(chēng)之為“量子比特”。

圖源：CSDN

用一個(gè)最簡(jiǎn)單的窮舉法舉例來(lái)說(shuō)明，假設(shè)有一臺(tái)四個(gè)經(jīng)典比特的二進(jìn)制計(jì)算機(jī)。它每秒只能得到一個(gè)狀態(tài)，比如0000或0101，那么獲得所有24種狀態(tài)就需要16秒。而同樣比特?cái)?shù)的量子計(jì)算機(jī)只需要一秒鐘就可以計(jì)算出從0000到1111的所有排列組合。關(guān)鍵在于隨著比特?cái)?shù)的增加，量子計(jì)算機(jī)與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)之間的性能差距是成指數(shù)增長(zhǎng)的。

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量子體積

目前量子計(jì)算機(jī)的主流技術(shù)路徑主要是超導(dǎo)、離子阱、光量子和拓?fù)淞孔拥鹊?，量子比特?cái)?shù)一般在幾十到幾百不等。

電影《流浪地球2》中并沒(méi)有直接使用量子比特這一指標(biāo)來(lái)評(píng)估，而是引用了另一個(gè)概念“量子體積”（QV：Quantum Volume）。量子體積是IBM提出的量子專(zhuān)用性能指標(biāo)。如果說(shuō)量子比特是汽車(chē)零部件的制造水平，那么量子體積就相當(dāng)于零百加速，不同汽車(chē)的性能都可以用這一指標(biāo)來(lái)衡量。

回到電影中，550W向劉培強(qiáng)介紹自己的量子體積為8192，這又是什么概念呢？一個(gè)不太嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦斫馐撬芡瑫r(shí)處理2的8192種狀態(tài)，這個(gè)數(shù)字遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了可觀測(cè)宇宙中所有原子的數(shù)量。

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量子體積為什么是8192

單看8912，無(wú)非是213罷了，然而如果深挖電影中的彩蛋，或許8192還有著更深層的意義。電影中的張鵬和諾夫的師傅姓王，據(jù)推測(cè)應(yīng)該是一位一級(jí)飛行員，而根據(jù)張鵬的年齡推測(cè)，這位王師傅應(yīng)該是65后。

王偉，圖源：百度百科

不由讓人聯(lián)想到81192南海撞機(jī)事故中的王偉烈士。假如王偉烈士當(dāng)年沒(méi)有犧牲，在2020年左右，他正好退役成為教官，他的學(xué)生就是當(dāng)時(shí)18歲左右的張鵬和諾夫。而引爆核彈前張鵬對(duì)劉備強(qiáng)的指示，也和王偉烈士的遺言相似。

這種穿越時(shí)空的精神傳承，才是屬于中國(guó)科幻的獨(dú)特浪漫。一個(gè)有人類(lèi)存在的文明，一個(gè)具備情感血脈、家國(guó)文化的文明，才能賦予歲月以數(shù)字之上的意義。

END

作者：梁熙汶 中國(guó)傳媒大學(xué)

審核專(zhuān)家：易晨 華南理工大學(xué)