与林雪在基地庭院中的短暂散步,像一阵清风吹散了连日的阴霾。那个关于“内源性退相干”的疯狂念头,如同投入平静湖面的石子,在梁熠的心海中激荡起越来越大的涟漪。他没有立刻返回工作室,而是先将林雪送回了康复区的住所,确保她需要休息后,才怀揣着一种混合着兴奋与忐忑的心情,快步走向自己的工作室。
这一次,推开那扇厚重的金属门,感觉截然不同。 房间不再是困住他的思维牢笼,而变成了一个充满可能性的探索平台。他没有急于扎进浩如烟海的文献里,而是先给自己泡了杯清茶,坐在沙发上,闭上眼睛,尝试主动去追寻那种与林雪交谈时自然浮现的灵感状态。
他不再强迫自己“必须想出答案”,而是让意识放松,回想刚才在阳光下那种豁然开朗的感觉,回想量子比特问题中那些矛盾的数据点——那些被常规模型归结为“噪声”的、看似无规律的波动。在他的脑海中,那些数据点不再杂乱,而是开始自行组合,隐约勾勒出一种奇特的、具有某种隐晦周期性的模式。
“如果噪声……并非噪声呢?” 这个核心问题在他心中越来越清晰。
他睁开眼,快步走到工作站前,唤醒屏幕。Gaia的接口图标安静地闪烁着。
梁熠:Gaia,暂停所有之前的模拟分析。我们需要一个全新的、完全不同的方向。
Gaia:指令确认。请阐述新方向的核心假设。
梁熠深吸一口气,手指在键盘上飞舞,将自己的想法和盘托出:“假设:拓扑量子比特阵列中,存在一种未被认知的、超越最近邻相互作用的‘长程量子关联’。这种关联在特定参数下(如外部磁场微扰、温度涨落临界点)会从稳定态进入一种亚稳态,其本身的振荡或失稳,成为了退相干的主要内源性驱动源,而非传统认为的外部环境扰动。”
这个假设,几乎推翻了当前所有关于拓扑量子比特退相干研究的基本前提!其大胆程度,让屏幕那头的Gaia都出现了短暂的延迟。
Gaia:假设已接收。该假设与主流理论存在根本性冲突。验证此假设,需要构建一个包含多体长程纠缠效应的全新理论框架,并重新分析所有实验数据。计算复杂度极高,且需要引入尚未完全成熟的量子多体理论模型。
梁熠:复杂度高不是问题,我们有算力。关键是逻辑能否自洽!立刻开始!首先,我们需要一个能够描述这种‘长程关联’的数学模型。从……从拓扑量子场论(tqFt)和共形场论(cFt)的工具箱里找找灵感,看看能否描述这种非局域的、演生的纠缠模式。
这是一个极其艰巨的任务。接下来的两天,梁熠几乎不眠不休。他不再是盲目地查阅文献,而是带着明确的问题,在Gaia海量的知识库中搜寻那些冷僻的、看似不相关的数学工具和物理概念。他时而陷入长久的沉思,时而在草稿纸上写满密密麻麻的符号,时而与Gaia进行高强度、高密度的讨论。
工作室的白板上,画满了各种诡异的图形和方程:从描述任意子(Anyon)统计的辫子群(braid Group),到高维拓扑绝缘体的边界理论,再到一些连他自己都只是半懂不懂的、关于“高阶拓扑序”的最新论文思路。
这是一种在知识悬崖边缘的行走,是对想象力和逻辑极限的挑战。 有好几次,他构建的模型刚有雏形,就被内部逻辑矛盾或者与实验数据不符而推翻。挫败感时有来袭,但这一次,他没有被压垮。林雪的话语仿佛还在耳边,那种放松的、探索的心态让他能够冷静地接受失败,然后换个角度重新开始。
转机出现在第二天的深夜。
他无意中翻到一篇关于“时空对称性保护拓扑相(Spt相)”的综述文章,其中提到了某种特殊的对称性破缺可能导致边缘态出现奇特的集体模式。一个念头如同闪电般划过他的脑海:如果多个拓扑量子比特构成的阵列,其整体本身就处于一个宏观的Spt相边界上呢?那么外界的微小扰动,可能不是直接作用于单个量子比特,而是通过改变这个宏观“边界相”的稳定性,进而以一种关联的方式影响所有量子比特!
这个想法将“内源性”的尺度从量子比特之间的两两相互作用,提升到了整个阵列的“整体拓扑序”层面!
“Gaia!快!基于这个思路,重新建模!将量子比特阵列视为一个整体拓扑物态,计算其边界模式的集体激发谱,看看其低频涨落模式是否与观测到的退相干时间波动特征吻合!”梁熠因兴奋而声音沙哑。
Gaia:新模型构建中……引入边界共形场论描述……计算集体激发能谱……与实验数据比对……
巨大的算力被调动起来,工作站的散热风扇发出低沉的轰鸣。屏幕上,数据流以前所未有的速度滚动。梁熠屏住呼吸,紧盯着屏幕。
几分钟后,结果出来了。
Gaia:模型计算完成。结果显示,当引入特定的整体边界对称性破缺项后,该模型预测的低能集体激发模式(一种类似于“边界声子”的软模)的涨落频率和强度,与实验观测到的退相干时间波动序列,存在高度显着的统计相关性!相关系数达到0.91!
0.91!一个近乎完美的匹配!
成功了!这个离经叛道的假设,竟然真的抓住了问题的要害!
巨大的喜悦和成就感瞬间淹没了梁熠,连日来的疲惫一扫而空。他忍不住挥了一下拳头,差点喊出声来。这不仅是一个技术上的突破,更是对他那种“宇宙心流”能力的又一次有力验证!他的思维方式,确实能够触及常规科研路径无法看到的盲区。
但兴奋过后,是更深的思考。 如何让这个颠覆性的理论被基地里那些严谨、甚至有些保守的量子物理专家们接受?尤其是那位素未谋面、但显然德高望重的钟院士。
直接拿着这份充满高深数学、挑战现有范式的报告冲进会议室?恐怕只会被当成痴人说梦。他需要更直观、更具说服力的方式。
“Gaia,基于我们这个新模型,反推一下,如果要在实验中验证,或者说,如果我们的理论是正确的,那么可以通过什么样的实验手段来‘看见’或者‘测量’到这种整体的边界模式涨落?”
Gaia:建议进行非局域测量。传统测量单个量子比特状态的方法无效。可尝试设计一种基于“双量子比特关联干涉仪”的方案,通过精确测量两个空间分离的量子比特之间退相干时间的关联函数,而非它们各自的时间。如果关联函数显示出特定的空间周期性和时间振荡特性,则强有力地支持存在长程关联驱动的内源性退相干机制。
一个绝妙的验证方案!这不仅提供了验证方法,更是指出了一条可能绕过当前困境的技术路径——如果能测量并最终控制这种整体边界模式,或许就能显着延长量子比特的相干时间!
梁熠压抑住激动的心情,开始和Gaia一起,精心撰写一份报告。他没有急于抛出完整的理论框架,而是从实验数据的异常出发,引出传统模型的困境,然后提出“是否存在内源性退相干机制”这个关键问题,再顺势给出“双量子比特关联测量”的验证方案。将最复杂的数学推导放在附录,主体报告力求逻辑清晰、证据导向。
完成报告时,窗外已经露出了晨曦。梁熠仔细检查了每一处细节,确认无误后,通过内部系统,郑重地提交给了量子计算实验室的负责人钟院士,并抄送了秦卫国。
点击“发送”的那一刻,他长长地舒了一口气。种子已经播下,能否生根发芽,需要等待时间的检验。他能做的,已经做了。
等待回应的几个小时,比攻克难题本身更加难熬。
下午,工作室的通讯器突然响起,是一个陌生的、带着浓厚学术口音的老者声音,语气急促,甚至有些失态:
“是梁熠研究员吗?我钟翰升!你的报告我看了!你现在立刻到A区三号量子实验室来!马上!”
钟院士!他竟然亲自打来了电话,而且语气如此激动!
梁熠的心跳骤然加速。是福是祸?他不敢耽搁,立刻起身,整理了一下衣服,怀着一种奔赴考场般的心情,走向那个代表着基地最高科研水平的核心区域。
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