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学霸的模拟器系统: 第249章 非谐性工程与丰收日(求订阅求月票)

    芝加哥的清晨五点,整座城市依旧在沉睡,但以太动力的机房里轰鸣如昼。
    林允宁坐在工学椅上,手里拿着那罐已经温热的冰咖啡,盯着屏幕上安雅发来的频谱图。
    那是一张混乱的能级图。
    原本清晰分离的量子态能级,在引入多个比特后,像是一团被揉皱的毛线球,挤在了一起。
    “频率拥挤(Frequency Crowding)。
    林允宁低声念叨着这个词。
    这其实是个很好理解的物理现象。
    量子比特的能级就像是无线电频道。
    当芯片上的比特数量少时,大家各占一个频道,互不干扰。
    但随着比特数量增加,为了在有限的频谱范围内容纳更多比特,频道之间的间隔就被压缩得极窄。
    这就好比是一个拥挤的鸡尾酒会。
    如果只有两个人(单比特),你可以轻易听清对方在说什么。
    但如果有十个人(多比特)聚在一起,每个人都在说话,哪怕你只是想和身边的人(Q1)耳语,稍微大声一点,那个频率就会“溢出”,被旁边的人(Q2)听到并产生误解。
    在量子芯片上,这就意味着当你试图驱动Q1翻转时,Q2也会跟着乱动,导致严重的串扰错误。
    安雅在附件里给出了他们的具体实验过程。
    她们尝试了物理隔离,把比特拉远,但那样就无法进行纠缠操作了。
    这是一个死结。
    ME......
    改变“说话”的方式。
    林允宁放下咖啡,闭上酸涩的双眼。
    【学霸模拟器启动。】
    【课题:超导电路势能面的拓扑整形与非谐性增强。】
    【注入模拟时长:50小时。】
    意识沉入那个纯白的数学空间。
    现实中的物理限制在思维里被具象化为一个个几何面。
    林允宁并没有去硬解薛定谔方程,而是用“复规范流”的数学视角,去审视超导电路的势能面。
    他在寻找一个特殊的几何结构。
    如果不改变频率,那就改变能级的“台阶高度”。
    在普通的谐振子(比如弹簧)里,能级是等间距的。
    从0到1的能量,和从1到2的能量是一样的。
    这就好比楼梯的每一级都一样高,你很容易一脚跨两级,导致信号泄露到高能态。
    “但如果引入一个极强的非谐性(Anharmonicity) 呢?”
    林允宁在意识空间里,扭曲了那个势能井。
    他修改了约瑟夫森结的电容分流结构,把原本平滑的抛物线势阱,捏成了一个上面窄下面宽的“酒瓶底”形状。
    他要把这个楼梯改造得“畸形”一点。
    让第一级台阶很低,很好爬;
    但第二级台阶变得极高,高到电子根本爬不上去!
    这样,无论信号怎么拥挤,电子都被死死锁在0和1之间,根本没有溢出的通道!
    【模拟结束。最优拓扑结构已确认。】
    林允宁猛地睁开眼,抓起桌上的草稿纸。
    他在上面画了一个极其怪异的、带有三个分叉指状电容的约瑟夫森结结构,并在旁边写下了一行核心参数修正:
    H_eff = 4 * E_c * n^2 - E_j *cos(phi)
    alpha_new > 350MHz
    只要把非谐性参数(alpha)拉大到350兆赫兹以上,就能在拥挤的频谱里硬生生挤出一道安全防火墙。
    他迅速给草稿纸拍了张照,附在回复邮件里:
    【亲爱的安雅:
    频率拥挤本质上是能级简并度的几何重叠。
    既然物理隔离没用,我认为需要在能级结构上动刀子。
    我用‘复几何流”的模型构思了一个新的电容拓扑结构(见附件手绘图)。理论上,这个结构可以把非谐性拉大一倍,就像是给每个比特修了一堵隔音墙。
    当然,这只是个理想的数学模型,具体的微纳加工工艺,还得靠你们团队评估一下可行性。】
    点击发送。
    看着邮件发送成功的提示,林允宁感觉脑子里的那根弦终于松了一点。
    他抻了个懒腰,去楼下的自动售货机里面买了两罐咖啡和两袋牛肉干。
    刚刚回来,便听到“滴”的一声清脆提示音。
    那是服务器终端机发出的。
    漫长的 ResNet模型训练,结束了。
    趴在旁边桌子上睡觉的程新竹被声音惊醒,她迷迷糊糊地揉着惺忪的睡眼,脸上还印着键盘的红印子,像只迷茫的小松鼠。
    “怎……………怎么了?是火警么?”
    “没着火,是出结果了。”
    林允宁指了指屏幕。
    “算......算完了?算出什么了?”
    程新竹凑过来,打了个哈欠。
    林允宁转过转椅,把那台显示器的屏幕转向她。
    “找到那个杀死我们猴子的凶手了。”
    屏幕上,一个复杂的药物分子结构正在缓缓旋转,旁边标红了一个不起眼的侧链。
    那个导致恒河猴肝坏死的AD-01分子,在进入P450酶的口袋后,侧链上的一个呋喃环被酶的一把“剪刀”切开,瞬间变成了一个极其活泼的环氧化物。
    那个红色的环氧化物就像是一个疯狂的恐怖分子,见谁咬谁,最终引爆了肝脏细胞。
    “呋喃环氧化......”
    程新竹的睡意瞬间没了,她盯着屏幕,“这确实是一个典型的代谢毒性陷阱。那怎么办?把呋喃环拿掉?”
    “拿掉呋喃环,药效肯定会降低的。”
    林允宁手指敲击键盘,调出了AI生成的优化方案,“Aether_StruMatch给出了一个更好的建议??AD-02。”
    屏幕上出现了一个新的分子结构。
    原来的呋喃环被替换成了一个更稳定的苯环,并且在苯环的对位上,哪怕是外行也能一眼看到,多了一个蓝色的原子??(F)。
    “引入?原子封闭代谢位点?这倒是是药物化学中的经典手段,你的AI还不赖呀。”
    程新竹愣了一下,笑着拍了拍林允宁的后背。
    “还不止是这样呢,你看这里。”
    林允宁指着屏幕下方那一行不起眼的数据,眼神锐利:
    “你看这里。Al计算出,在这个特定位置引入?原子,碳-键的键能极高,像是个防弹衣,直接挡住了P450酶的氧化攻击。
    “代谢稳定性提升了整整127倍。
    “最绝的是,因为氟原子的范德华半径和氢原子很像,它几乎没有改变分子的整体形状。AI预测,它对靶点的结合能(Affinity)仅仅下降了0.1%。
    “这就是我们要找的完美替补。”
    这就是AI比人类厉害的地方。它不仅仅是定性,它是定量的。
    这是人类药物化学家凭直觉无法给出的精确数字。
    这是算力的胜利。
    程新竹看着那个漂亮的分子式,张大了嘴巴,半天没合拢。
    作为医学博士,她太清楚这意味着什么了。
    人类药剂师可能要合成几百个分子,花上几年时间去试错,才能碰运气撞上这个结构。
    而这台刚刚学会了“稳态”的机器,只用了一个晚上。
    “新竹,别发呆了。”
    林允宁站起身,伸了个懒腰,浑身骨节咔咔作响,“把这个结构发给赵博士,让他们立刻合成,然后重新启动实验,细胞毒性,小白鼠,大动物。这一次,希望咱们的猴子是活蹦乱跳的。
    “那你呢?”程新竹抱着资料,看着林允宁那一脸胡茬和深陷的眼窝。
    “我?”
    林允宁看了一眼窗外芝加哥灰蒙蒙的天空。
    “我要回家闭关。”
    他拿起羽绒服,声音平静,“我要把ResNet和BN的训练内容整理出来,还要给普林斯顿高等研究所的爱德华?威滕教授写一封很长的回信。
    “跟雪若姐说,接下来的几天,除非公司着火了,否则别打扰我。”
    芝加哥的冬天,天气就像孩子的脸,说变就变。
    从暴雪转晴,又转为阴沉,最后下起了冻雨。
    但这三天里,林允宁公寓的窗帘始终拉得严严实实。
    房间里乱得像个垃圾场。
    桌上堆满了星巴克的咖啡纸杯,地上散落着必胜客的披萨盒子和肯德基的全家桶包装。
    林允宁穿着一件宽松的睡衣,胡茬已经冒出来一截,看起来有些潦草。
    但他那双眼睛,却亮得吓人。
    他的手指在机械键盘上飞快跳动,敲击声像是密集的雨点。
    他在写两篇论文。
    第一篇,是给机器学习和AI界引爆的重磅炸弹。
    起初,林允宁在文档标题栏敲下了《基于深度残差网络的分子动力学预测》。
    但他盯着屏幕看了两秒,摇了摇头。
    果断按下退格键,把“分子动力学”几个字删了个干干净净。
    AD-02的筛选过程和具体的量子化学参数是以太动力的核心商业机密。
    那可是能生金蛋的鸡,在没有申请专利前绝不能公之于众。
    他要发布的是通用的“引擎”,而不是具体的“藏宝图”。
    既然刚从李飞飞那里拿到了ImageNet的数据,那就用最通用的图像识别来以此祭旗。
    毕竟,在数学本质上,处理3D分子结构图和处理2D照片矩阵并无区别,都是高维张量的特征提取。
    而且,用ImageNet这种公认的“硬骨头”刷出逆天的高分,比讲任何生物故事都更有说服力。
    他重新敲下标题??《Deep Residual Learning for Image Recognition》 (用于图像识别的深度残差学习)。
    而这篇论文,他也没有投给生物期刊,而是投给了CVPR (IEEE国际计算机视觉与模式识别会议)。
    那是人工智能领域的顶会。
    也是计算机视觉领域的“奥林匹克”。
    不仅是全球顶尖AI大脑的角斗场,更是谷歌、微软等巨头必争的学术高地。
    林允宁很清楚,只有在CVPR这样的舞台上,用最硬核的图像分类跑分击败所有对手, ResNet才能瞬间引爆业界,确立以太动力在AI算法领域的权威地位。
    为此,他在论文的致谢部分,特意加上了一句:
    “感谢以太动力公司(Aether Dynamics)提供的高性能计算集群支持。”
    这是给自家公司打的最硬核的广告。
    第二篇,才是重头戏。
    这是一场哪怕在物理学界也称得上“豪赌”的回应。
    他将之前关于“复规范流”的推导,对爱德华?威滕关于因果律质疑的深度思考,以及最新的“非对易测度论”,全部整合进了一篇长达55页的宏大论文中。
    标题很简单,却充满了野心:
    《Non-commutative Spacetime Holography and Causal Restoration》(非对易时空全息与因果恢复)。
    在这篇论文里,他不再是对之前暗流体模型的修修补补,而是在试图重写引力的几何基础。
    他把时空看作是一个沸腾的算符海洋,用那个“上帝的尺子”??迪克斯米耶迹,去重新丈量了宇宙的边界。
    生理上,几天没睡过一个整觉的林允宁,已经疲惫到了极点。
    他的手指冰凉,胃里因为灌了太多咖啡而隐隐作痛。
    但他的精神处于一种极度亢奋的澄明状态。
    他感觉自己正在把散落在宇宙角落的拼图??量子力学的算符、广义相对论的曲率、拓扑学的流形?????一块块拼凑起来。
    那个原本模糊的宇宙图景,正在他的笔下变得清晰、锐利,且充满了数学的冷峻美感。
    第三天清晨。
    窗外的冻雨停了,第一缕阳光透过窗帘的缝隙,像是一把金色的剑,正好照在键盘的回车键上。
    林允宁敲下了最后一个句号。
    生成 PDF。
    检查引用。
    他深吸了一口气,那种完成了一件艺术品后的虚脱感瞬间袭来。
    他打开 Arxiv,上传了那篇非对易时空的理论物理论文。
    然后打开 CVPR(计算机视觉与模式识别会议)的投稿系统,上传了那篇里程碑式的神经网络论文。
    最后,他打开邮箱,新建了一封邮件。
    收件人:Edward Witten (ias.edu)。
    正文只有一句话:
    “尊敬的威腾教授,这是我对您关于因果性问题的回应。也是我对这个宇宙的新理解。请您指正。附件:Paper.pdf。”
    点击发送。
    做完这一切,林允宁甚至懒得去关电脑。
    他直接把身体往后一倒,瘫在椅子上,闭上眼。
    一秒钟后,均匀的呼吸声就在安静的房间里响了起来。
    再次醒来时,已经是傍晚。
    林允宁是被饿醒的。
    他迷迷糊糊地睁开眼,感觉浑身的骨头都像散架了一样。
    他爬起来,去厨房灌了一大杯凉水,然后重新坐回电脑前,晃动了一下鼠标。
    屏幕亮起。
    邮箱里多了两封未读邮件。
    第一封来自苏黎世的安雅?夏尔马。
    【林!天才的设计!
    我们的工艺组刚刚评估了那个非谐性电容结构,他们说理论上这完全可造!只需要多加一道电子束曝光工艺!
    我们已经开始制备掩膜版了。如果这能解决频率拥挤,我们有希望能把量子比特数扩展到20个以上!
    你是怎么想到用拓扑流去算电容形状的?这简直是拿大炮打蚊子,但太有效了!】
    林允宁嘴角勾起一抹淡淡的笑意。
    蚊子死了就行,管他用什么打的。
    他把目光移向第二封邮件。
    发件人:Edward Witten (ias.edu)。
    林允宁握着鼠标的手紧了一下。
    距离他发邮件,才过去了不到一天。
    威滕教授回复得这么快?
    他点开邮件。
    威滕的回复依旧保持着老派学者的绅士风度,惜字如金,但每一个字的分量都极重。
    【林先生:
    我花了一整个下午阅读你的摘要和引言部分,并粗略浏览了你在第四章关于非对易测度的构造。
    必须承认,你引入非对易几何来在普朗克尺度保留宏观因果律的思路,非常大胆,也非常......迷人。这让我想起了年轻时的自己,那时候我们也试图用弦论去解释一切。
    虽然我还没来得及验证具体的数学细节,但我认为这个想法值得在最高水平的舞台上被讨论,而不是仅仅停留在纸面上。
    下个月,普林斯顿高等研究院(IAS)将举办“数学和理论物理前沿研讨会”。
    我已邀请了皮埃尔?德利涅(Pierre Deligne)、戴维?格罗斯(David Gross)以及陶哲轩等人。
    现在,我诚挚地邀请你来普林斯顿,加入这场讨论。
    我们都想看看,你的“非对易宇宙”,到底长什么样。
    爱德华?威滕】
    林允宁看着屏幕上的每一个名字。
    上面的每一个人物,都是影响着世界的权威大佬。
    这哪里是研讨会,这是诸神的宴席。
    而现在,他拿到了一张椅子的入场券。
    然而,并没有预想中的狂喜,也没有那种想要大吼一声的冲动。
    林允宁看着窗外芝加哥平静的夜景,内心出奇的平静。
    就像是经历了一场漫长的暴风雪后,终于推开门,看到了满地的阳光。
    他知道,自己已经有资格坐在那张桌子上。
    不是因为运气,也不是靠别人的施舍。
    而是因为他在那每一个孤独的深夜里,用算符和公式,在这个混沌的宇宙里,硬生生地凿出了一条路。
    “普林斯顿......”
    林允宁轻声念着这个名字,手指轻轻敲击着桌面,“那就去见识一下天上的神仙吧。”