学神系统:爆肝高考全科满分

第448章 控制与读取!“土法”量子计算机的操作界面!(1/2)

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当秦风成功地将那些在宿管刘阿姨耳中如同“魔音灌耳”的“滋啦滋啦”环境电磁噪声,通过他那个凝聚了无数心血和“黑科技智慧”的“量子噪声信号处理模块”,奇迹般地转化为了能够驱动“电子管量子比特”执行量子逻辑门操作的“相干量子涨落”之后,他感觉自己距离那个让“秦氏模型”重见天日,让全世界都为之颤抖的伟大时刻,又大大地迈进了一步!

“熊猫量子霸王机”的“心脏”(经过量子飞升的电子管阵列)已经开始强劲跳动!“神经系统”(经过量子化升级的谐振回路与天线)也已初步贯通!现在,连驱动其进行思考和运算的“灵魂燃料”(来自环境噪声的相干量子激励)也已基本到位!

这台由一台播放咿咿呀呀戏曲的“古董”硬生生“魔改”而来的“史前巨兽”,其核心的“量子硬件”部分,可以说已经初具雏形!

然而,一头再强大的巨兽,如果无法被有效地控制和驾驭,那也只是一头危险的、不受约束的野兽,随时可能反噬其主。

秦风深知,他现在面临的下一个,也是同样至关重要的挑战,就是如何为这台充满了“土法智慧”与“未来科技”的“熊猫量子霸王机”,打造一套能够与之进行有效“沟通”的——控制与读取操作界面!

他需要一种方法,能够向这台独特的“量子计算机”输入他精心设计的“量子算法”(虽然目前可能只是一些最基础的测试序列),能够精确地控制其内部那些“电子管量子比特”的初始化、演化和纠缠过程,更重要的是,能够准确地读取出它们最终的量子态,并将这些蕴含着计算结果的量子信息,转化为经典世界可以理解的语言!

这,又是一项足以让任何一个2000年的计算机工程师都当场抓狂的艰巨任务!

因为,他面对的,不是一台拥有标准接口、成熟驱动和完善开发文档的商用计算机。他面对的,是一台由他亲手“魔改”出来的、独一无二的、其工作原理甚至可能连他自己都还没有完全搞明白的“科学怪胎”!

“控制……读取……界面……”秦风摸着下巴,在那间充满了各种“未来气息”的宿舍“秘密工坊”里来回踱步,大脑的CPU再次以前所未有的速度疯狂运转起来。

他首先将目光投向了自己那台在2000年已经算是“土豪配置”的宝贝疙瘩——一台拥有着高达800MHz主频、128MB内存、以及一块性能强劲的NVIDIA GeForce 2 MX显卡(虽然这显卡对于他现在的“量子计算”事业来说,基本没什么卵用,顶多在他等待实验结果的时候,能流畅地玩几把《红色警戒》或者《星际争霸》)的奔腾III电脑!

“就决定是你了!皮卡丘……呃,不对,是奔腾III!”秦风的眼中闪过一丝狡黠的光芒,“你,将成为我驾驭‘熊猫量子霸王机’的‘御用上位机’!”

用一台经典的冯·诺依曼架构的个人电脑,去控制一台基于全新物理原理的、非冯·诺依曼架构的“土法量子计算机”,这种想法本身,就充满了浓浓的“跨界混搭”和“黑色幽默”的味道。

但秦风别无选择。他总不能指望直接用脑电波去给那些电子管下达指令吧?虽然学神系统或许有这种“黑科技”,但他目前的权限和积分,估计还远远不够。

确定了“上位机”,接下来就是最核心的“软件灵魂”和“硬件桥梁”的构建了。

第一步:手搓“量子驱动”,打造“跨次元通讯协议”!

秦风深知,要想让他的奔腾III能够与那台“熊猫量子霸王机”进行有效的“对话”,就必须为它们之间编写一套专属的、底层的、能够翻译“经典指令”与“量子操作”的“驱动程序”。

这可不是安装一个普通的声卡驱动或者显卡驱动那么简单!这套驱动程序,需要能够精确地控制他那个“量子噪声信号处理模块”的每一个参数(比如,噪声滤波器的中心频率和带宽、随机共振激励模块的“种子信号”强度和相位、量子芝诺效应门控的“观测脉冲”时序等等),需要能够将他输入的“量子算法”分解成一系列针对“电子管量子比特”的、以纳秒甚至皮秒为单位的精密“脉冲序列控制”指令,还需要能够从那些经过“单光子级信号耦合器”和“雪崩光电二极管”转换出来的、极其微弱且充满了噪声的“量子态读取信号”中,准确地提取出最终的计算结果!

这其中的复杂度和技术难度,简直超乎想象!

但,秦风是谁?他是拥有学神黑科技系统的男人!是注定要用一行行代码改变世界的“科学挂逼”!

在接下来的十几个小时里,秦风再次展现了他那堪比“人形代码打桩机”的恐怖编程能力!他把自己关在宿舍里,面前摆着一杯已经凉透了的速溶咖啡(他甚至都顾不上喝一口),双手如同幻影般在键盘上翻飞,一行行闪烁着智慧光芒(在他自己看来)和乱码(在耗子和陈景看来)的C++和汇编语言代码,如同滔滔江水般从他指尖倾泻而出!

他不仅为那个“量子噪声信号处理模块”的FPGA芯片重新编写和优化了底层的硬件描述语言(Verilog HDL)逻辑,使其能够更高效、更精确地执行“噪声炼金”任务,还为奔腾III电脑的操作系统(他用的是一个经过他“魔改”的Linux发行版,内核都被他重新编译过好几次了)编写了一个全新的、专门用于与“熊猫量子霸王机”进行高速数据交换和实时控制的内核级驱动模块!

这个驱动模块,被他戏称为“盘古驱动V0.1——开天辟地版”。它通过一个被他暴力改装的、原本用于连接打印机和扫描仪的并行端口(LPT口),以一种极其“粗暴”但却意外“有效”的方式,与“量子噪声信号处理模块”的FPGA控制引脚实现了“硬连接”。

当然,仅仅有底层驱动还不够。为了能够更方便地“指挥”那些“电子管量子比特”进行工作,秦风还大笔一挥,为自己这台独一无二的“土法量子计算机”,量身打造了一套同样独一无二的、基于“脉冲序列控制”的、堪称“宇宙级简陋”的——“量子汇编语言”!

这套“量子汇编语言”,被他命名为“熊猫量子指令集(Panda Quantum Instruction Set - PQIS)V0.0.1——能跑就行版”。它的指令非常简单粗暴,比如:

INIT_Qubit [tube_ID]:初始化指定编号的电子管量子比特(例如,通过特定的微波脉冲将其制备到基态)。

H_Gate [tube_ID]:对指定电子管量子比特执行Hadamard门操作(通过精确控制注入的“相干噪声脉冲”的参数)。

CNOT_Gate [control_tube_ID] [target_tube_ID]:对指定的控制量子比特和目标量子比特执行CNOT门操作(这需要更复杂的噪声脉冲序列和量子芝诺效应门控)。

MEASURE_Qubit [tube_ID] [classical_register_ID]:测量指定电子管量子比特的量子态,并将结果(0或1)存储到指定的经典寄存器中。

WAIT [nanoseconds]:等待指定的纳秒数。

LOOP [count] ... END_LOOP:循环执行某段指令。

虽然这套“量子汇编语言”看起来比上古时代的穿孔卡片还要原始,但它却为秦风提供了一个可以直接与“熊猫量子霸王机”的“量子灵魂”进行对话的桥梁!

第二步:“复古朋克”,赋予“凡物操作”以“量子神韵”!

完成了“软件灵魂”的初步构建,秦风又将他那双闪烁着“魔改之光”的贼眼,投向了那台熊猫牌收音机面板上那些看起来“人畜无害”的原始部件——那几个硕大的、手感厚重的调谐旋钮,那几排充满了年代感的琴键式波段选择开关,以及那个曾经用来指示接收频率、如今却显得有些迷茫的度盘指示灯。

在普通人看来,这些东西在收音机被“魔改”成“量子计算机”之后,就应该彻底失去作用,变成纯粹的装饰品了。

但在秦风这位“不走寻常路”的“科学艺术家”眼中,这些充满了“复古情怀”的“老物件”,却完全可以焕发出全新的“量子生命”!

他要做的,就是将这些原本用来接收“哥哥妹妹情意长”的简单机械部件,巧妙地改造成某种充满“复古朋克风”的、“熊猫量子霸王机”的——手动操作界面和状态指示器!

这个想法,简直是天才般的创意(自认为)!

他首先小心翼翼地拆下了收音机面板上的那个最大的、用来调谐电台频率的圆形大旋钮。这个旋钮内部,连接着一个复杂的多联空气可变电容器。秦风并没有完全抛弃这个可变电容器,而是将其中的几组动片和定片,通过精密的微调和校准,改造成了几个可以线性改变其电容值的“精密模拟输入通道”。

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