Toàn bộ hệ sao Lượng Tử Vân đều thuộc quyền quản lý của Viện nghiên cứu khoa học lượng tử Đế quốc. Các hành tinh có sự sống ở vòng trong không có phòng thí nghiệm hay cơ sở tương tự, tất cả đều là nơi sinh hoạt dành cho các nhà khoa học và nghiên cứu viên, còn những phòng thí nghiệm thực thụ thì đều được đặt ở ngoài không gian.

Vì là một hệ sao đóng cửa với bên ngoài nên toàn bộ hệ sao Lượng Tử Vân vô cùng yên tĩnh, dân số rất ít, tàu vũ trụ qua lại cũng rất thưa thớt so với những hệ sao khác của Đế quốc.

Tuy nhiên, ở ngoài không gian lại có những tòa thành không gian đồ sộ với quy mô cực lớn. Tất cả những thứ này đều là phòng thí nghiệm, mỗi tòa thành không gian đại diện cho một phòng thí nghiệm, có cái là phòng thí nghiệm cá nhân, có cái là phòng thí nghiệm theo nhóm. Để đảm bảo an toàn, chúng được phân bổ rất đồng đều khắp toàn bộ hệ sao.

Lý Phục, Dư Lượng và Cung Cao Phi ba người trực tiếp di chuyển trong hư không. Ba người không mặc bất kỳ bộ đồ bảo hộ nào, nhưng ở ngoài không gian lại như đang nhàn nhã dạo chơi, hoàn toàn không có chút khó chịu nào. Chân nhẹ nhàng bước một bước trong hư không, ban đầu chỉ là một bước nhỏ, nhưng lại vượt qua khoảng cách vô cùng xa xôi, chỉ vài bước đã từ hành tinh sự sống ở vòng trong đi tới tòa thành không gian nơi đặt trụ sở chính của Viện nghiên cứu khoa học lượng tử Đế quốc.

Đối với việc ba người trực tiếp giáng xuống tòa thành không gian nơi đặt trụ sở chính, các bảo vệ ở đây dường như không hề cảm thấy lạ lùng, bởi vì thỉnh thoảng lại có người trực tiếp vượt hư không đến đây. Việc phổ cập tu luyện nguyên lực đã sinh ra ngày càng nhiều cao thủ nguyên lực mạnh mẽ, những người có thể dùng nhục thân trực tiếp vượt hư không cũng rất nhiều.

Tòa thành không gian trụ sở chính nhìn chung vẫn có vẻ khá bận rộn, thỉnh thoảng lại có các nhà khoa học dùng nhục thân vượt hư không tới, nhưng nhiều hơn vẫn là những con tàu vũ trụ tư nhân cỡ nhỏ lên lên xuống xuống.

Toàn bộ tòa thành không gian sáng đèn rực rỡ, được chia thành nhiều khu chức năng, đủ loại kiến trúc không gian san sát phân bố ở trên, còn có các loại cây xanh... được dùng để tô điểm. Các nhà khoa học mặc áo blouse trắng đang tập trung cao độ tiến hành nghiên cứu bên trong.

"Bệ hạ, thầy, đây là thành quả mới nhất của Viện nghiên cứu lượng tử chúng con, máy tính lượng tử!"

Cung Cao Phi dẫn Lý Phục và Dư Lượng đi tham quan tại trụ sở chính, không còn nghi ngờ gì nữa, chắc chắn là phải trưng bày thành quả nghiên cứu mới nhất cho hai người xem trước. Thành quả nghiên cứu về công nghệ lượng tử rất hiếm, loại có thể mang ra ngoài được hiện tại cũng chỉ có máy tính lượng tử mà thôi.

Cung Cao Phi chỉ vào một vật thể khổng lồ, to lớn tựa như một tòa nhà, trên đó kết nối các loại dây cáp dữ liệu đủ màu sắc.

"Máy tính lượng tử?"

Dư Lượng vừa nghe, lông mày nhướng lên.

Máy tính lượng tử mà Cung Cao Phi nói không phải là khái niệm về máy tính lượng tử được đề xuất trong thời đại Trái Đất. Máy tính lượng tử được đề xuất thời đại Trái Đất là một loại thiết bị vật lý tuân theo quy luật cơ học lượng tử để thực hiện các phép toán logic và toán học tốc độ cao, lưu trữ và xử lý thông tin lượng tử. Khi một thiết bị nào đó xử lý và tính toán thông tin lượng tử, vận hành thuật toán lượng tử, thì nó chính là máy tính lượng tử.

Trong thời đại Trái Đất, việc có phải là máy tính lượng tử hay không chỉ dựa vào việc thiết bị đó có sử dụng thuật toán lượng tử và thông tin lượng tử để xử lý và tính toán hay không. Nếu có thì có thể gọi là máy tính lượng tử.

Mà máy tính lượng tử mà Cung Cao Phi nói ở đây rõ ràng không phải là một chuyện với máy tính lượng tử thời đại Trái Đất, giữa hai thứ này có sự khác biệt về chất.

Ở đây trước hết cần nói về nguyên lý làm việc của máy tính truyền thống. Nguyên lý làm việc của máy tính truyền thống ra đời dựa trên phép toán logic của hai trạng thái 1 và 2, ban đầu được nghiên cứu sau Thế chiến thứ hai để tính toán quỹ đạo của tên lửa và đạn pháo.

Vì máy tính truyền thống chỉ có hai trạng thái logic là 1 và 2 nên có thể gọi là máy tính nhị phân, ưu điểm của nó là nguyên lý đơn giản, độ khó kỹ thuật thấp.

Nhưng từ những năm 60 đến 70 của thế kỷ 20, người ta phát hiện ra rằng tiêu thụ năng lượng sẽ khiến chip trong máy tính bị nóng lên, ảnh hưởng nghiêm trọng đến mức độ tích hợp của chip, từ đó hạn chế tốc độ chạy của máy tính. Nghiên cứu phát hiện, tiêu thụ năng lượng bắt nguồn từ các thao tác không thể đảo ngược trong quá trình tính toán.

Vậy, quá trình tính toán có nhất thiết phải dùng thao tác không thể đảo ngược mới hoàn thành được không? Câu trả lời là: tất cả các máy tính cổ điển đều có thể tìm thấy một loại máy tính có thể đảo ngược tương ứng, hơn nữa không ảnh hưởng đến năng lực tính toán. Vì mỗi bước thao tác trong máy tính đều có thể cải tạo thành thao tác có thể đảo ngược, nên trong cơ học lượng tử, nó có thể dùng một phép biến đổi Unitary để biểu thị.

Máy tính lượng tử thời kỳ đầu thực tế là máy tính cổ điển được mô tả bằng ngôn ngữ cơ học lượng tử, không dùng đến các đặc tính bản chất của cơ học lượng tử như tính chồng chập và tính kết hợp của trạng thái lượng tử. Trong máy tính cổ điển, đơn vị thông tin cơ bản là bit, đối tượng tính toán là các chuỗi bit.

Tương tự như vậy, trong máy tính lượng tử, đơn vị thông tin cơ bản là qubit, đối tượng tính toán là các chuỗi qubit. Điểm khác biệt là các chuỗi qubit không chỉ có thể ở trạng thái chồng chập của nhiều trạng thái trực giao, mà còn có thể ở trạng thái rối lượng tử.

Những trạng thái lượng tử đặc biệt này không chỉ cung cấp khả năng tính toán song song lượng tử, mà còn mang lại nhiều tính chất kỳ diệu. Khác với máy tính cổ điển, máy tính lượng tử có thể thực hiện bất kỳ phép biến đổi Unitary nào, sau khi thu được trạng thái đầu ra, tiến hành đo lường để đạt được kết quả tính toán.

Do đó, tính toán lượng tử đã mở rộng rất lớn cho tính toán cổ điển. Về hình thức toán học, tính toán cổ điển có thể coi là một loại tính toán lượng tử đặc biệt. Máy tính lượng tử thực hiện biến đổi đối với mỗi thành phần chồng chập, tất cả các biến đổi này được hoàn thành cùng lúc, và chồng chập theo biên độ xác suất nhất định để đưa ra kết quả. Loại tính toán này được gọi là tính toán song song lượng tử. Ngoài việc tiến hành tính toán song song, một công dụng quan trọng khác của máy tính lượng tử là mô phỏng hệ thống lượng tử, công việc này là điều mà máy tính cổ điển không thể đảm đương.

Vì máy tính truyền thống là máy tính nhị phân, nên khi tiến hành tính toán, tất cả đều chuyển đổi thông tin đầu vào thành thông tin nhị phân, sau đó tiến hành tính toán nhị phân, cuối cùng khi xuất ra lại chuyển đổi thành thông tin cần thiết.

Điều này cũng có nghĩa là máy tính truyền thống có một hạn chế về năng lượng tính toán, một khi dữ liệu cần tính toán quá lớn, máy tính truyền thống rất khó đảm đương, đặc biệt là khi tiến hành mô phỏng suy diễn, máy tính truyền thống ngày càng khó đáp ứng nhu cầu nghiên cứu khoa học.

Máy tính lượng tử tận dụng đặc tính của trạng thái rối lượng tử. Vì trạng thái rối lượng tử nên nó sở hữu vô số khả năng, hoàn toàn có thể không bị hạn chế bởi tính toán tiến chế, từ bản chất mang lại bước nhảy vọt về chất cho năng lực của máy tính.

"Chúng ta sớm đã nên nghiên cứu ra công nghệ máy tính mới rồi, máy tính truyền thống ngày càng không ổn. Không nói đâu xa, chỉ riêng quân đội Đế quốc đã nhiều lần gửi yêu cầu nghiên cứu máy tính mới tới Viện nghiên cứu của chúng ta. Không có máy tính mạnh mẽ thì rất khó tính toán ra quỹ đạo mục tiêu của địch trên chiến trường, từ đó khóa mục tiêu để tiêu diệt."

Lý Phục lộ nụ cười trên mặt. Đối với một nền văn minh, một quốc gia, máy tính có phần giống như mạng lưới kinh mạch, tốc độ của mạng lưới kinh mạch lại liên quan đến tốc độ phản ứng.

Điểm này đặc biệt quan trọng trên chiến trường. Chiến tranh thời đại tinh tế đều phát động tấn công ở khoảng cách rất xa, tốc độ của phi thuyền rất nhanh, quỹ đạo khó đoán, tất cả những thứ này đều cần dựa vào máy tính để tính toán.

Máy tính truyền thống, đặc biệt là siêu máy tính, mặc dù năng lực tính toán cũng vô cùng đáng sợ và mạnh mẽ, nhưng trên chiến trường cái cần là tốc độ. Tính toán chậm đi dù chỉ 0,001 giây cũng có thể là tình thế xoay chuyển trong nháy mắt, lỡ mất cơ hội.

Một điểm khác là trong nghiên cứu khoa học, cùng với sự phát triển của công nghệ, ngày càng nhiều thí nghiệm trở nên vô cùng nguy hiểm, đồng thời cũng cần chi phí rất đắt đỏ. Vì vậy, nếu có thể mô phỏng thí nghiệm ngay trong máy tính dựa trên dữ liệu hiện có thì sẽ tiết kiệm chi phí, giảm thiểu rủi ro, thúc đẩy mạnh mẽ nghiên cứu khoa học.

Thời đại Trái Đất, tại sao năm "ông lớn" trên Trái Đất lại nhất trí thông qua nghị quyết cấm thử hạt nhân mới? Một mặt là vì năm "ông lớn" này bản thân đã không biết thực hiện bao nhiêu lần thí nghiệm, lấy được đủ loại dữ liệu chi tiết; mặt khác là vì sự phát triển của công nghệ máy tính, rất nhiều thí nghiệm thực ra có thể mô phỏng bằng máy tính.

Đến thời đại tinh tế càng là như vậy, đặc biệt là rất nhiều thí nghiệm có uy lực cực lớn, nếu không mô phỏng trước trên máy tính, một khi tiến hành thao tác thí nghiệm thực tế, chỉ cần sơ suất một chút là rất có thể gây ra hậu quả hủy diệt. Ví dụ như thí nghiệm bọt lượng tử, thí nghiệm bom hạt nhân uy lực siêu lớn, thí nghiệm vũ khí từ năng siêu mạnh, vũ khí năng lượng, v.v., bất cứ cái nào cũng có thể dễ dàng hủy diệt một hành tinh.

"Vốn dĩ máy tính lượng tử đã là trọng điểm nghiên cứu của Viện nghiên cứu lượng tử chúng con, trước đây đã có sự tích lũy rất sâu dày. Những năm gần đây, chúng con tập trung chuyển hướng sang nghiên cứu bom bọt lượng tử, tuy không có tiến triển thực chất gì, nhưng chúng con cũng đạt được bước tiến lớn về công nghệ lượng tử. Dưới sự tích lũy dày dạn, cuối cùng đã nghiên cứu ra máy tính lượng tử."

"Tuy chỉ mới nghiên cứu ra thôi, nhưng năng lực tính toán của nó đã gấp hàng trăm triệu lần năng lực tính toán của siêu máy tính tiên tiến nhất Đế quốc hiện nay. Chỉ cần có một chiếc máy tính lượng tử như thế này, những siêu máy tính truyền thống kia của Đế quốc chúng ta đều có thể loại bỏ hết."

Cung Cao Phi tỏ ra có chút tự hào. Năng lực tính toán khủng khiếp của máy tính lượng tử hoàn toàn nghiền nát máy tính truyền thống hiện có. Một bên vận dụng tính đa dạng của trạng thái rối lượng tử, một bên dựa trên nguyên lý nhị phân, giữa hai bên có bước nhảy vọt về chất, căn bản không thể so sánh với nhau.

"Hàng trăm triệu lần? Chậc chậc, đúng là vô cùng lợi hại."

Dư Lượng vừa nghe, mặt cũng nở hoa. Học trò của mình giỏi, ông làm thầy đương nhiên cũng được thơm lây.

"Việc này con nên sớm báo cáo lên mới phải, còn giấu giếm làm gì."

"Thầy, máy tính lượng tử này cũng là mới nghiên cứu ra gần đây thôi, chúng con còn chưa kịp báo cáo. Cũng là muốn đợi đến đại hội khoa học hàng năm mới báo cáo lên, đến lúc đó cũng có thể hoàn thiện nó hơn một chút."

"Ừm, thể tích thì có hơi lớn quá, nếu có thể làm nhỏ hơn một chút thì tốt."