白板上的马克笔迹还没干透,散发着刺鼻的溶剂味。
    林允宁放下笔,指着那个包含了失谐项的哈密顿量:
    H(t)=Q(t)*(|0><1|+ e^{iq}|1><2])+ h.c.+A(t)|1><1|
    “核心在于这个a(t)。”
    他转过身,看着安雅?夏尔马和克莱尔,清了清嗓子,喉咙里发出两声干涩的摩擦音,“我们不需要消除动力学相位,我们利用它。让它和几何相位在演化路径的终点发生干涉消长。
    “就像走钢丝。与其试图让钢丝静止不动,不如随着钢丝的晃动调整重心。
    夏尔马盯着公式看了足足一分钟。
    她走到控制台前,拿起一本厚厚的实验记录本,翻到空白页,开始手算验证。
    笔尖在纸上划出急促的沙沙声,墨水渗进纸纤维,迅速晕出一个个黑点。
    五分钟后,她合上本子,抬起头,用力眨了眨眼,原本有些散乱的焦距重新聚拢:
    “理论上可行。但这需要纳秒级的脉冲整形精度。AWG(任意波形发生器)的输出必须和微波源的混频器完美同步。”
    “交给我。’
    克莱尔把最后一口锅巴塞进嘴里,咔嚓咬碎,拍了拍手上的碎屑,“刚才那个预失真脚本正好能用上。给我二十分钟,我把新的波形参数灌进去。”
    实验室里再次忙碌起来。
    科学工作者的忙碌,精密而压抑。
    没有大声喧哗,只有键盘敲击声、示波器探头拔插的咔哒声,以及稀释制冷机那一成不变的脉冲管噪音,低沉嗡鸣,震得地板微微发。
    “波形加载完毕。”克莱尔按下回车。
    “触发器同步。”夏尔马盯着示波器上的黄线。
    “开始测量。Clifford群随机基准测试,序列长度500。”
    林允宁站在监视器后,双手抱胸,胸口随着呼吸微微起伏。
    屏幕上的散点图开始刷新。
    每一次刷新,都意味着几千次量子逻辑门的操纵和读取。
    98.2%......
    98.4%......
    数据点在坐标轴上蠕动,每上升一格,光标都要停顿许久。
    “噪声基底在下降。”
    夏尔马的声音有点颤抖,她下意识地抓紧了白大褂的下摆,“那个虚拟光子”起作用了,泄漏误差被抑制住了。”
    98.61%
    98.65%
    数字停在了这里。
    虽然还在轻微跳动,但始终没有突破98.7%这条线。
    光标撞在98.7%的刻度线上,颤动着,随即被弹回。
    “再来一次。优化A(t)的包络形状。”
    林允宁下令,声音依旧没什么起伏。
    克莱尔调整参数,再次运行。
    98.64%
    98.66%
    98.63%
    三个小时过去了。
    实验室角落的垃圾桶里,红牛空罐子多了三个,哐当一声撞在一起。
    那个数字停在那里,纹丝不动。
    沉闷的气氛在狭小的控制室里蔓延。
    “不行了。’
    夏尔马颓然松开了握着鼠标的手,身体重重地靠在椅背上。
    赫曼米勒的人体工学椅发出的疲惫的吱呀声,“T2时间(横向弛豫时间)耗尽了。
    “为了修正相位,我们的脉冲序列拉得太长。
    “在这个时间内,环境热噪声已经破坏了量子态的相干性。
    “这是硬件的物理极限,除非我们能把这台稀释制冷机的温度从14mK降到5mK,或者换用更高Q值的超导铝膜。”
    换设备需要几个月。
    换材料需要半年。
    但林允宁没办法在这里耗那么久。
    他看着那个该死的98.65%。
    这就像是登山者爬到了海拔8800米,距离珠峰顶只差最后几十米,却发现氧气瓶空了。
    “光靠换硬件也没法突破物理极限,一定还有别的办法……………”
    林允宁揉了揉太阳穴,长时间的用眼让他感觉视野里全是噪点,“也许我们可以缩短脉冲?或者用更强的耦合?”
    “那样会烧毁约瑟夫森结。”
    夏尔马摇了摇头,指出了工程现实。
    就在这时,实验室的门禁滴了一声。
    一个穿着格子衬衫、戴着厚厚眼镜的男生推门进来。
    他是夏尔马的博士生汉斯,手里拿着刚打印出来的几张纸,脸色煞白,额头上全是汗。
    “教授......”
    男生看了一眼屋里的几个人,欲言又止。
    “怎么了?汉斯。”
    夏尔马转过头,摘下防静电手环,手腕上勒出的红印明显。
    “耶鲁......耶鲁那边的Schoelkopf组,十分钟前在arxiv上挂了一篇预印本。”
    汉斯把手里的纸递过去,声音很小,尾音在发抖,“Title是《Demonstration of High-Fidelity Gates in Transmon Qubits》
    夏尔马接过论文。
    林允宁也凑了过去,那股墨粉受热后的味道钻进鼻孔。
    摘要的第一行,赫然写着一行加粗的数据:
    Average Gate Fidelity: 98.7%
    98.7%
    只比他们现在的成绩高了0.05%。
    但这0.05%,就是冠军和“其他人”的区别。
    在科学界,第二名没有任何意义,只会成为历史尘埃中的注脚。
    没有人说话。只有机柜散热风扇在空转,发出单调的嗡嗡声。
    克莱尔停下了敲键盘的手,看了一眼林允宁,又看了一眼夏尔马,小心翼翼地把耳机摘了下来,放在桌上,嗒的一声轻响。
    夏尔马盯着那篇论文看了很久。
    她握着打印纸的手微微颤抖,纸张边缘抖动,发出哗啦哗啦的细碎声响。
    这是她在这个项目上投入了两年的心血,是为了冲击APS (美国物理学会)年会的重磅成果。
    现在,被人截胡了。
    "......"
    夏尔马把论文轻轻放在桌上,沉默不语。
    这位在男性主导的物理学界杀出一条血路的女教授,轻轻抓着自己的头发。
    一下,两下,三下。
    强行让自己冷静下来。
    “Robert他们的动作很快。”
    夏尔马捏了捏鼻梁,尽可能让自己显得平静,“他们的3D腔工艺确实比我们要好一些。输给耶鲁,倒也不丢人。”
    她转过身,看着林允宁和克莱尔:
    “但是,这也证明了我们的方向是对的。98.65%和98.7%在统计学上没有显著差异。我们还在第一梯队。”
    "JE......"
    克莱尔指了指屏幕,“我们已经卡在物理极限了。”
    “卡住了就推一下。推不动就歇一会儿。”
    夏尔马脱下白大褂,挂在门后的衣架上,从包里拿出了一支口红,对着反光的金属机柜补了补妆。
    口红的膏体在白炽灯下反射着油润的光泽,与周围冰冷的金属仪器格格不入。
    “现在已经晚上七点了。咱们已经连续工作了14个小时。大脑在饥饿状态下是想不出好主意来的。
    “走吧,宁,克莱尔。咱们去吃点好吃的。
    “我知道苏黎世有家不错的印度菜,很正宗的,是我家乡的味道。’
    苏黎世, Langstrasse(长街)。
    这里是苏黎世最混杂、也最有活力的街区。
    霓虹灯在湿漉漉的路面上投下倒影,被积水拉长、扭曲,碎成一片斑斓的油彩。
    空气里混杂着土耳其烤肉的焦香,廉价香水的甜?和雨后沥青的潮湿味道。
    名为“Tandoori BBQ”的餐厅里,弥漫着浓烈的咖喱和孜然香气,热浪扑面而来。
    这对于前两天刚被“生化武器”般的奶酪火锅摧残过的林允宁和克莱尔来说,简直是天堂。
    “这才是人类该吃的食物!”
    克莱尔撕下一块蒜香烤馕(Naan),蘸着红红的玛萨拉鸡肉酱汁,塞进嘴里,闭上眼,喉咙里发出一声满足的呜咽,“那个奶酪火锅简直就是反人类罪。”
    夏尔马点了一份极其辛辣的羊肉咖喱(Vindaloo)。
    她吃得很优雅,但速度很快。
    额头上渗出了细密的汗珠,她也不擦,任由那种灼烧感在口腔和食道里蔓延。
    辛辣的食物似乎成了她发泄情绪的出口,代替了眼泪。
    “那篇论文我刚刚浏览过了。”
    林允宁喝了一口芒果酸奶(Mango Lassi),冰凉的液体稍微平复了胃里的火烧感,“他们用的是更纯的铝膜,减少了介电损耗。这是材料上的优势。我们在算法和理论上其实已经做到了极致。
    “材料优势也是实力的一部分。”
    夏尔马放下勺子,用餐巾用力按了按嘴角,“而且他们用了DRAG(导数去除绝热门)技术来修正波形。思路和我们很像。”
    “如果我们能把脉冲时间缩短一半......”
    林允宁还在思考,手指无意识地在桌布上画着线。
    “不可能。”
    夏尔马打断了他,声音很硬,“缩短一半,频谱就会展宽一倍,直接撞上非谐性极限。那又是个死胡同。”
    饭桌上陷入了沉默。
    只有隔壁桌客人的刀叉碰撞声,显得格外刺耳。
    死胡同。
    这就是科研的常态。
    绝大多数时候,科学工作者们面对的不是突破的狂喜,而是这种无论怎么撞都撞不开的墙,直到晕头转向,甚至怀疑墙壁根本就不存在。
    饭后,雨停了。
    三人没有坐车,而是沿着利马特河畔慢慢走着。
    苏黎世的夜风很凉,带着湖水的腥气,吹散了他们身上的咖喱味。
    不知不觉,几人走到了Sechsel?utenplatz (六鸣节广场)。
    巨大的广场上,铺着昂贵的石英石地砖,几盏路灯投下昏黄的光晕。
    因为刚下过雨,广场上没什么人。
    只有一群鸽子。
    这些苏黎世的鸽子被游客们喂得肥头大耳,即使是晚上也不回巢,就聚在路灯下的暖气井盖周围取暖,发出一阵阵慵懒的咕咕声。
    克莱尔从包里掏出没吃完的半块烤馕,掰碎了扔过去。
    “咕咕??”
    鸽群受惊,轰地一下飞了起来,翅膀拍打空气发出扑棱棱的乱响。
    几十只灰色的鸽子在低空盘旋。
    从湖面吹来的侧风猛地把鸽群向东推了一把,鸽群瞬间散开了队形。
    有一只鸽子被风吹得向左侧翻,眼看就要撞上旁边的路灯柱。
    但它没有慌乱,也没有试图强行扭头。
    它迅速向右拍打翅膀,做了一个极其别扭,甚至看起来有点滑稽的翻滚动作。
    紧接着,它又向左压了一下翅膀。
    左、右、左。
    三个看似杂乱无章动作之后,它竟然奇迹般地抵消了侧风的影响,恢复了平衡,重新回到了队伍里,飞成了一条直线。
    林允宁停下了脚步。
    他盯着那只鸽子。
    那个“左、右、左”的动作在他脑海里无限放慢、回放。
    【天?:灵感洞察LV.2已激活!】
    金色的线条在眼前亮起,瞬间覆盖了眼前的广场。
    那个鸽子不再是鸽子,而是一个在布洛赫球(Bloch Sphere)表面旋转的量子态矢量。
    侧风,就是环境噪声。
    撞上灯柱,就是退相干。
    那只鸽子没有试图去抵抗风????因为它没那么大的力气,就像夏尔马实验室的脉冲没那么精准。
    它做的是......顺着风,然后反向修正。
    既然一次修正不够,那就多转几圈。
    既然因为脉冲太长会导致相位累积误差,那为什么不设计一个本身就包含“错误”的脉冲序列,让这些错误在演化过程中......互相抵消?
    负负得正。
    就像那只鸽子,向左偏了,它不是硬往右掰,而是先顺势向左翻滚,再利用翻滚的惯性带回来。
    “复合脉冲(Composite Pulses)。
    林允宁喃喃自语,声音在深夜的冷风中有些发颤。
    这其实是核磁共振(NMR)里用了几十年的老技术。
    但在量子计算里,大家都在追求“完美”的单次脉冲,反而忽略了这种简单粗暴的组合拳。
    “你说什么?”
    夏尔马停下脚步,回头看他。
    林允宁猛地抬起头,眼睛在路灯下亮得吓人。
    “安雅,我们不需要完美的波形。”
    他语速极快,字与字之间几乎没有间隙,唾沫星子飞溅在空气里,“我们一直在试图把一条线画直。但如果这是不可能的呢?如果我们在噪声里注定画不直呢?
    “那就画三个圆!
    “既然噪声会让相位偏转∈,那我们就故意设计一个序列,让第一个脉冲偏转+E,第二个脉冲偏转一2∈,第三个脉冲再偏转+E。
    “这三个动作加起来,总的相位误差就是零!”
    他在空气中比划着手势,手臂在空中剧烈挥舞,切断了面前的气流:
    “我们不用那个复杂的哈密顿量了。
    “我们用BB1(Broadband1)序列!或者CORPse序列!
    “把一个长脉冲拆成几段短脉冲,让它们自己去‘吃掉’彼此的错误!”
    夏尔马愣住了。
    她盯着林允宁的手势,大脑飞速运转。
    作为顶尖的实验物理学家,她瞬间抓住了这个想法的核心。
    “这是......动力学解耦(Dynamical Decoupling)的思想......”
    夏尔马的眼睛也亮了起来,瞳孔在昏黄的灯光下放大,“这不就是NMR里早就用烂了的技术!
    “我们怎么没想到?我们一直想在微波工程上死磕,却忘了控制理论!”
    “对!就是这个!”
    林允宁转身,一把拉住还在喂鸽子的克莱尔,力气大得让克莱尔手里的馕掉在了地上。
    “别喂了!回实验室!”
    “现在?可是那家店的甜点还没……………”
    克莱尔看着地上的馕,一脸懵逼。
    “别管甜点了,等这个工作做出来,奖励你出去随便吃随便玩!”
    林允宁大步流星地向电车站走去,风衣的下摆被风鼓满,向后拉得笔直,发出啪啪的拍打声。
    “如果这个思路是对的,我们不需要更好的铝膜,也不需要更低的温度。
    “用现在的硬件,我们就能超越耶鲁那个98.7%的保真度,甚至能跨过那个99%的纠错阈值!”
    广场上,那群鸽子再次起飞。
    它们在夜空中画出一道道纠缠的曲线,虽然歪歪斜斜,却始终向着同一个方向,坚定地飞去。