第161章 量子纠错（1 / 2）

众所周知。

光刻机很重要，因为它可以在芯片上刻下电路，然后放置晶体管，从功能上来说，就是一个开关。结合半导体的特性，实现阻挡或允许电流通过。

这两种不同信号，便组成了数据，即——比特。

对于传统计算机数据来说，比特只有两种，代表不允许电流通过的“0”，和代表允许电流通过的“1”。无数个0和1，就组成了成千上万的数据。CPU中的制程越小，容下的比特越多，数据表达越快，运算速度自然也越快。所以芯片才不断追求更小的纳米制程，从14nm到7nm到5nm再到现在的3nm。

但到了3nm之后，几乎就达到了物理极限了，因为再小下去，量子力学就开始凸显，会发生一种神奇的现象——量子隧道效应。

说到这个量子隧道效应。

就要知道物理是什么科学，物理是描述物质运动规律和物质结构的学科。

譬如我们在宏观世界描述一个人的位置，我们会用物理语言去描述他——此人在某时某地出现并以多大速度向什么方向运动，这样就给出了这个人的确定性。

如果要用数学语言去描述，那么就是——此人在这里的概率是100%，不在这里的概率是0%，十分确定。

对应的修辞语言就是——此人“必然”出现在某地，和“绝无可能”出现在其它地方。

然而在微观世界，一切都将发生变化，我们再也不能给出一个粒子的确定性描述，我们再也不能预测这个粒子出现的位置，只能预测它出现在这个位置的概率。

譬如电子在原子中的位置，我们就无法确定。

用数学语言去描述，就是——这个电子出现在这里的概率不为0%，但也不为100%，只是它所有位置出现的概率加起来，一定是1，表示它的确在原子中，但有可能出现任何位置。所以你再去描述电子的位置时，就不能用“必然”和“绝无可能”，而是用“一切皆有可能”。

于是，就产生了量子隧道效应。

让一个只能跳1.9m高的人，跳过2m高的墙，那么他“必然”跳不过去，你观察一万次，他还是跳不过去（不考虑肾上腺素爆发的极端情况）。

然而让一个只能跳1.9nm高的电子，跳过2nm高的墙，那么它就不再是“必然”跳不过去，而是“有一定可能”跳过去。你对这个电子观察一万次，总会发现有那么几次，电子竟然跳过去了。仿佛这个电子可以在墙上打洞，然后以一定的概率钻过去一样。

电子是在原子中通行。

原子的大小通常在零点几纳米左右。

所以当CPU的纳米制程继续深入，达到2nm、1nm乃至更小的时候，一个晶体管可能就是几个原子铺在一起的大小。

量子隧道效应这时候就开始发生，明明应该挡住一个电子通过的晶体管，却忽然挡不住了。表达0的比特，忽然变成了表达1的比特，0和1颠倒，数据表达错误，计算结果也会立刻发生错误。

这就是传统计算机达到极限，必须转向量子计算机的原因。

……

听完一位凝聚态大牛的报告。