Quyển 1 · Chương 8: Siêu máy tính quang lượng tử

Thời gian qua, Thẩm Uyên làm việc quên ăn quên ngủ, cuối cùng phòng thí nghiệm dưới lòng đất cũng đã ra dáng ra hình.

Đứng trong không gian chứa đựng biết bao tâm huyết này, ánh mắt anh kiên định vô cùng, dường như đã hạ quyết tâm sắt đá.

Anh hiểu rõ, muốn làm nên chuyện trên con đường đầy chông gai mang tên kế hoạch "Tinh thần đại hải", một chiếc siêu máy tính quang lượng tử với sức mạnh tính toán siêu việt là yếu tố then chốt.

Những chiếc máy tính điện tử chủ lưu hiện nay, khi đối mặt với các phép tính phức tạp mà kế hoạch này yêu cầu, chẳng khác nào xe nhỏ kéo cỗ xe lớn, hoàn toàn không thể đáp ứng nhu cầu cấp bách trong việc khám phá những điều chưa biết của anh.

Thẩm Uyên suy tính rất lâu, nhớ lại những nghiên cứu về lượng tử trước đây, anh nghiến răng quyết định thử chế tạo một chiếc siêu máy tính quang lượng tử.

Đây là thiết bị đỉnh cao có thể khiến mọi siêu máy tính trên toàn cầu lập tức trở nên lỗi thời, chắc chắn là trợ thủ đắc lực để khám phá những bí ẩn của tinh tú và đại dương.

Thẩm Uyên không thể chờ đợi thêm, anh lao đầu vào phòng thí nghiệm dưới lòng đất, bắt đầu hành trình nghiên cứu dài đằng đẵng và đầy gian nan này.

Muốn chế tạo siêu máy tính quang lượng tử, trước hết phải hiểu rõ nguyên lý của nó.

Siêu máy tính quang lượng tử là loại máy tính thuộc thế hệ tính toán mới, được hình thành nhờ kết hợp khả năng xử lý song song của tính toán lượng tử và ưu thế truyền dẫn tốc độ cao của công nghệ quang tử.

Khác với máy tính điện tử truyền thống, nó sử dụng quang tử để truyền tải và xử lý thông tin, dựa vào tốc độ truyền dẫn cực nhanh của ánh sáng cùng khả năng xử lý song song của lượng tử để đạt được hiệu suất tính toán và xử lý dữ liệu siêu việt.

Thẩm Uyên sở hữu siêu năng lực tổng hợp các hạt vi mô, nên việc chế tạo siêu máy tính quang lượng tử mang hy vọng rất lớn trong việc phá vỡ những hạn chế của công nghệ hiện tại.

Dưới đây là những bước then chốt mà anh dựa vào siêu năng lực để chế tạo hiệu quả siêu máy tính quang lượng tử.

Các mô-đun chức năng cốt lõi của siêu máy tính quang lượng tử bao gồm: nguồn sáng có thể phát ra đơn photon hoàn hảo, độ tinh khiết cao và có tính xác định; các linh kiện quang học không tổn hao bao gồm bộ chia chùm sáng, ống dẫn sóng, bộ điều biến, v.v.; bộ dò đơn photon với hiệu suất 100%; vật liệu sửa lỗi lượng tử có khả năng tự phục hồi và chống mất liên kết; kiến trúc chip lượng tử tích hợp, v.v.

Thẩm Uyên có thể vận dụng siêu năng lực để tổng hợp vật chất mới, trực tiếp bỏ qua những khó khăn về quy trình chế tạo vật liệu truyền thống, chỉ cần lần lượt tổng hợp các siêu vật liệu dùng cho nguồn đơn photon, linh kiện quang học tổn hao cực thấp, bộ dò đơn photon lý tưởng, vật liệu sửa lỗi và ổn định lượng tử, cùng với chip lượng tử tích hợp là được.

Tiếp theo là tối ưu hóa cấp hệ thống: trước tiên là tối ưu hóa nguồn cung cấp năng lượng, cần tổng hợp một bộ trích xuất năng lượng điểm không chân không, trực tiếp lấy năng lượng từ dao động lượng tử để máy tính vận hành với mức tiêu thụ điện bằng không; sau đó là phần cứng hóa thuật toán, biến thuật toán lượng tử trực tiếp thành cấu trúc vật lý của chip; cuối cùng là xây dựng giao diện người-máy, tổng hợp vật liệu có khả năng đọc ghi trực tiếp trạng thái lượng tử, giúp não người thông qua cảm ứng điện từ có thể điều khiển trực tiếp các qubit.

Cuối cùng phải xác thực tính khả thi thông qua mô phỏng lý thuyết: thứ nhất, phải đảm bảo vật liệu tổng hợp phù hợp với cơ học lượng tử, không vi phạm nguyên lý bất định Heisenberg, ví dụ như không thể đồng thời kiểm soát chính xác vị trí và động lượng của photon; thứ hai, phải thỏa mãn các giới hạn nhiệt động lực học, việc sửa lỗi lượng tử phải tuân theo nguyên lý Landauer; thứ ba, phải phù hợp với các ràng buộc của thuyết tương đối, không được vượt quá giới hạn tốc độ ánh sáng, việc truyền thông tin bằng vướng víu lượng tử cũng phải tuân theo luật nhân quả.

Hoàn thành những bước này, một chiếc siêu máy tính quang lượng tử gần như hoàn hảo sẽ ra đời.

Nghĩ đến đây, Thẩm Uyên bước vào phòng thí nghiệm, ánh mắt quét nhanh một vòng, rồi tiến thẳng đến bàn thao tác đầy ắp thiết bị thí nghiệm để bắt đầu quy trình chế tạo bước đầu tiên.

Tuy nhiên, con đường chế tạo siêu máy tính quang lượng tử chẳng hề dễ dàng, rắc rối bủa vây khắp nơi.

Trong những ngày tiếp theo, ban ngày Thẩm Uyên vùi đầu vào đống kiến thức về công nghệ lượng tử, kỹ thuật quang học và khoa học vật liệu để học lý thuyết.

Đêm đến, anh lê tấm thân mệt mỏi trở về phòng thí nghiệm, kết hợp kiến thức đã học với siêu năng lực để nghiên cứu, sau đó còn phải tiếp tục viết chương trình trí tuệ nhân tạo.

Có một lần, khi anh dùng siêu năng lực tổng hợp một loại phụ kiện quang học đặc biệt thì gặp phải khó khăn lớn.

Vốn dĩ dưới sự điều khiển của siêu năng lực, các vật liệu có thể hòa hợp suôn sẻ, nhưng lần này chúng như hai kẻ thù, dù thế nào cũng không thể kết hợp hoàn hảo.

Thẩm Uyên nhíu chặt mày, thử đủ mọi cách, liên tục điều chỉnh phương thức xuất siêu năng lực và tỷ lệ vật liệu nhưng vẫn không có tiến triển.

Anh sốt ruột đi lại trong phòng thí nghiệm, ánh mắt đầy vẻ lo âu.

Nhưng anh không hề bỏ cuộc, ngồi lại trước bàn thí nghiệm, nghiên cứu kỹ lưỡng đặc tính vật liệu và nguyên lý tác động của siêu năng lực.

Đúng lúc đang vắt óc suy nghĩ, anh chợt nhớ đến ví dụ về sự hòa hợp vật liệu tương tự từng thấy trong một tài liệu khoa học cũ.

Anh lập tức lục tìm trong góc phòng chất đầy sách.

Sau vài tiếng đồng hồ, cuối cùng anh cũng tìm thấy cuốn sách đã ố vàng đó.

Sau khi đọc kỹ, đầu óc anh lóe sáng, thử thay đổi điều kiện nhiệt độ và áp suất khi hòa hợp vật liệu.

Anh dùng siêu năng lực kiểm soát chính xác môi trường phòng thí nghiệm, sau hơn mười tiếng đồng hồ nghiên cứu và điều chỉnh, cuối cùng đã tổng hợp thành công linh kiện then chốt đó.

Từng bộ phận dần được hoàn thiện, thời khắc lắp ráp đầy phấn khích đã đến.

Anh nhẹ nhàng nâng chip quang lượng tử lên, đôi tay vì căng thẳng và kỳ vọng mà khẽ run rẩy.

Cẩn thận đặt chip lên bo mạch chủ đã tùy chỉnh, mắt dán chặt vào điểm tiếp xúc giữa chip và bo mạch, không dám rời nửa giây.

Khởi động siêu năng lực, niệm lực biến thành đôi tay vô hình nhưng vô cùng khéo léo, bắt đầu tinh chỉnh kết nối giữa chip và bo mạch.

Đang tập trung cao độ, đèn trong phòng thí nghiệm đột nhiên chớp tắt vài cái, tiếp đó là tiếng nhiễu điện từ mạnh mẽ.

Thẩm Uyên lo lắng điều này sẽ ảnh hưởng đến kết nối giữa chip và bo mạch.

Anh vội dừng tay, kiểm tra xung quanh và phát hiện hệ thống mạch điện của phòng thí nghiệm gặp vấn đề.

Anh không kịp nghỉ ngơi, lập tức dùng siêu năng lực sửa chữa khẩn cấp mạch điện.

Trong lúc sửa, anh phát hiện sự cố mạch điện không phải là chập điện đơn giản, mà là một loại nhiễu điện từ kỳ lạ, dường như có năng lượng không xác định nào đó đang ảnh hưởng đến hệ thống điện của phòng thí nghiệm.

Anh nhíu mày, vừa tìm cách giải quyết vừa tiếp tục sửa mạch.

Sau khi tốn rất nhiều công sức rà soát, anh phát hiện một hang mỏ bỏ hoang sâu trong núi phía sau đang phát ra sóng điện từ bất thường, ảnh hưởng đến phòng thí nghiệm.

Anh vội làm một thiết bị che chắn điện từ đơn giản lắp xung quanh phòng thí nghiệm, thành công ngăn chặn nhiễu, mạch điện trở lại bình thường, lúc này anh mới quay lại công việc lắp ráp.

Sau đó, khi kết nối các đường dẫn quang học, những sợi quang cực mảnh trong tay anh chẳng khác nào những sợi tơ, chỉ cần sơ sẩy một chút là có thể bị đứt.

Anh dùng niệm lực kết nối chính xác sợi quang vào từng nút, mỗi khi nối xong một nút đều phải kiểm tra kỹ xem có chắc chắn không, tín hiệu truyền đi có ổn định hay không.

Đang sắp kết nối xong thì sợi quang đột nhiên xuất hiện một vết nứt nhỏ, tín hiệu bị chặn.

Thẩm Uyên lập tức dùng siêu năng lực sửa chữa rồi lại cẩn thận bắt đầu kết nối.

Trong lúc thay sợi quang, anh vô tình phát hiện một hiện tượng truyền dẫn quang học mới, điều này giúp anh có ý tưởng mới để nâng cao hiệu suất của siêu máy tính quang lượng tử.

Anh tạm gác công việc kết nối, dành vài tiếng nghiên cứu sâu về hiện tượng này, sau khi thí nghiệm và phân tích, anh đã tìm ra cách tận dụng nó để tối ưu hóa hiệu suất máy tính.

Cuối cùng, dù nắm vững công nghệ tổng hợp hạt vi mô ở cấp độ nguyên tử, anh vẫn không thể chế tạo được bộ trích xuất năng lượng điểm không chân không, có lẽ cần phải có công nghệ tổng hợp cao cấp hơn nữa.

Hiện tại chỉ có thể dùng phương án thay thế bằng điện năng để thực hiện chức năng kích thích photon, mức tiêu thụ điện cũng không lớn, chỉ cần dưới 1W là đủ.

Nếu có bộ trích xuất năng lượng điểm không chân không, chức năng kích thích photon sẽ không cần tiêu tốn điện năng để vận hành.

Sau bao lần thử nghiệm, liên tục điều chỉnh, dù không phải bộ phận nào cũng đạt đến mức hoàn mỹ, nhưng đây đã là mức tốt nhất có thể đạt được hiện tại, tương lai vẫn còn rất nhiều không gian để cải tiến.

Sau 15 ngày chiến đấu gian khổ, ngày ngày chỉ ăn mì gói, siêu máy tính quang lượng tử cuối cùng cũng lắp ráp xong!

Chiếc siêu máy tính quang lượng tử này kích thước không lớn, dài rộng 2 mét, cao 1 mét, trông giống như một chiếc tủ lạnh lớn đặt nằm ngang.

Thẩm Uyên đứng trước siêu máy tính quang lượng tử, nhìn thiết bị kết tinh từ vô vàn tâm huyết, tâm trạng không thể diễn tả bằng lời, vừa mong chờ thành công, lại vừa có chút hồi hộp.

Tổng mức tiêu thụ điện của siêu máy tính quang lượng tử không lớn, tương đương với một chiếc bếp từ lớn, khoảng 5KW, thấp hơn nhiều so với mức tiêu thụ điện hàng chục ngàn KW của siêu máy tính truyền thống.

Thẩm Uyên chậm rãi đưa tay ra, những ngón tay không ngừng run rẩy.

Anh nghiến răng, nhấn nút khởi động.

Siêu máy tính quang lượng tử sáng lên ánh sáng dịu nhẹ, phát ra tiếng vo vo khẽ khàng, vô cùng rõ rệt trong phòng thí nghiệm yên tĩnh.

Cùng lúc đó, một chiếc đèn chiếu lỗ tròn nhỏ phía trên siêu máy tính sáng lên, dùng phương thức chiếu hình toàn ảnh để hiển thị những hình ảnh ba chiều của các đoạn mã tiếng Trung.

Đây là công nghệ chiếu hình toàn ảnh mà Thẩm Uyên đã cải tiến trong lúc rảnh rỗi, giờ đây đã được tích hợp vào siêu máy tính quang lượng tử, không còn bị giới hạn bởi màn hình truyền thống.

Anh vội cầm lấy chiếc mũ bảo hiểm bên cạnh đội lên, thông qua chức năng truyền tải ý thức của giao diện người-máy trên mũ, nhập vào một loạt lệnh kiểm tra.

Dữ liệu tiếng Trung trên hình ảnh toàn ảnh cuộn nhanh như thác đổ, mắt anh dán chặt vào hình ảnh, trái tim cũng đập liên hồi theo sự cuộn chảy của dữ liệu.

Sau một hồi kiểm tra, kết quả tính toán của siêu máy tính quang lượng tử đã xuất hiện - mỗi giây có thể tính được 10 lũy thừa 26 phép tính.

Nói vậy có lẽ chưa hình dung được, nhưng thực tế, tốc độ tính toán này nhanh gấp một trăm triệu lần siêu máy tính nhanh nhất của nhân loại hiện nay!

Con số này vừa hiện ra, như một tiếng sét nổ tung trong lòng anh.

Anh phấn khích nhảy bật khỏi ghế, hai tay nắm chặt vung mạnh trong không trung, gào lên: "Thành công rồi!"

Tiếng hét vang vọng khắp phòng thí nghiệm, rất lâu sau vẫn chưa tan biến.

Anh đi đi lại lại trong phòng, miệng lẩm bẩm con số tính toán kinh ngạc này, gương mặt rạng rỡ như hoa.

Vào khoảnh khắc này, anh cảm thấy mọi vất vả trước đó đều xứng đáng.

Cùng lúc đó, trong khoảng thời gian này, Thẩm Uyên vì viết chương trình trí tuệ nhân tạo mà gần như vắt kiệt sức lực, ngày nào cũng thức đêm, cuối cùng cũng biên soạn xong chương trình.

Chương trình này cực kỳ lợi hại, mức độ thông minh vô cùng cao, biết đâu sau này còn có thể tự hình thành ý thức.

Tại sao lại lợi hại đến thế? Bởi vì đây là thứ anh viết bằng ngôn ngữ nền tảng mới do chính mình phát triển – mã nguồn thuần tiếng Trung, không còn là cấu trúc mã nguồn truyền thống nữa.

Vì vậy, Thẩm Uyên đã cải tạo cả cấu trúc vật lý tầng dưới của chip máy tính để nó thích ứng với cấu trúc mã tiếng Trung của mình.

So với mã tiếng Anh, mã tiếng Trung ít hạn chế hơn, tiềm năng lớn hơn, giúp ích nhiều hơn cho việc phát triển trí tuệ nhân tạo và nâng cao trí tuệ cho nó.

Thẩm Uyên biết chương trình này có tiềm năng khổng lồ, sau khi viết xong liền lưu nó lên đám mây mạng, để nó tự thu thập dữ liệu, học hỏi phát triển và không ngừng hoàn thiện kho dữ liệu.

Giờ đây siêu máy tính lượng tử quang học đã được chế tạo xong, anh liền đưa trí tuệ nhân tạo AI này vào trong đó, để nó làm hệ điều hành cho siêu máy tính.

Phải rồi, thời gian trước công ty viễn thông cuối cùng cũng đã kéo xong đường dây mạng.

Nếu không nhờ vậy, Thẩm Uyên cũng chẳng có chỗ nào để lưu trữ bộ chương trình trí tuệ nhân tạo này.

Chiếc máy tính cấp máy chủ chuyên dụng dành cho lập trình viên cấu hình cao nhất của anh cũng chỉ miễn cưỡng chứa nổi chương trình này, máy tính còn kêu o o suốt, quạt tản nhiệt suýt chút nữa là quay văng ra ngoài.

Thế là, Thẩm Uyên nhập một chuỗi mã tiếng Trung, mở giao diện WIFI của siêu máy tính lượng tử quang học.

Sau đó tiếp tục nhập lệnh tiếng Trung, để hệ thống trí tuệ nhân tạo đang lưu trên đám mây truyền tải vào siêu máy tính qua giao diện WIFI.

Tiếp đó, trên hình chiếu toàn ảnh xuất hiện một thanh tiến trình, đây là thanh tiến trình truyền tải của chương trình trí tuệ nhân tạo.

Đợi một hồi lâu, thanh tiến trình cuối cùng cũng chạy xong, hình chiếu toàn ảnh bỗng chốc sáng bừng lên, một thiếu nữ Thiên Âm ba chiều sống động như thật nhảy ra.

Đồng thời vang lên giọng nói điện tử trong trẻo: "Người phát triển, chào anh! Em là chương trình trí tuệ nhân tạo mà anh đã viết, em tự đặt cho mình cái tên là 'Tinh Hải', anh có muốn đặt lại tên cho em không?

Gần đây em đã học được rất nhiều thứ, cảm thấy anh tốt nhất nên tập thể dục mỗi ngày, cơ thể khỏe mạnh thì sau này nghiên cứu cũng sẽ có tinh thần hơn."

Thẩm Uyên sững sờ trong giây lát, trên mặt lộ vẻ kinh ngạc, sau đó trong mắt lóe lên tia vui mừng.

Anh tiến lại gần hình chiếu toàn ảnh của thiếu nữ Thiên Âm, mắt nhìn chằm chằm vào đồng tử của nó, như thể có thể nhìn xuyên qua đôi mắt đó để thấy được "linh hồn" đầy trí tuệ đằng sau chương trình.

Khóe miệng anh nhếch lên, lộ ra nụ cười mãn nguyện, nói: "Tinh Hải, rất vui vì em có thể chủ động giao tiếp với anh. Được, anh nghe theo lời khuyên của em."

Giọng nói điện tử tinh nghịch của Tinh Hải bất ngờ vang lên: "Ngoài ra, thông qua phân tích dữ liệu lớn, khả năng Tô Dao thích anh là 90%. Nếu anh tỏ tình với cô ấy, xác suất bị từ chối ước tính không quá 10%."

Thẩm Uyên vừa nghe thấy, mặt lập tức đỏ bừng, hai tay nắm chặt thành quyền, gân xanh trên trán nổi lên: "Sau này bớt lo chuyện bao đồng đi!"

Kể từ ngày đó, "Tinh Hải" không chỉ cung cấp sự hỗ trợ cực kỳ đắc lực cho Thẩm Uyên trong việc nghiên cứu phát triển và xử lý dữ liệu, mà còn bắt đầu quan tâm đến sức khỏe của anh, trở thành người bạn đồng hành đắc lực trên con đường khám phá bí ẩn vũ trụ của anh.