第11章 算力的证明（1/2）

成功了。

那其貌不扬的芯片原型，正安静地运行在自制的低温测试座里，笔记本电脑屏幕上“系统就绪”的提示，像一枚烙印，灼烧着林枫的视网膜。

狂喜过后，一种更深的渴望攫住了他——他需要真正“感受”到这份力量，需要用无可辩驳的数据，来证明这跨越时代的算力并非虚幻。

他做的第一件事，是进行一系列基准测试，但并非市面上那些为经典计算机设计的程序。

他根据芯片的量子特性，连夜编写了几个简单的、却直指核心的验证程序。

测试一：量子随机数生成扩展。

他再次运行了随机数生成，但这一次，他要求生成1 tb 的完美随机数据流。

命令发出，笔记本电脑的硬盘指示灯疯狂闪烁。

系统资源监视器显示磁盘写入速度瞬间飙升至接口极限（约 600 mb\/s），并且在短短 28分钟 内，一个1tb大小的文件便生成完毕。

林枫使用nist统计测试套件进行验证，所有指标完美通过，随机性无可挑剔。这对于密码学、蒙特卡洛模拟等领域是梦寐以求的资源。

测试二：大规模线性方程组求解。

他构建了一个包含10,000个变量的稠密线性方程组。

在经典计算机上，即使使用迭代法并调用优化过的s库，求解如此大规模的方程组也需要可观的时间。

林枫将问题转化为量子线路模拟，通过变分量子线性求解器（vqls）的简化模型进行处理。

芯片运行了不到5秒，结果便已返回。与预设答案对比，相对误差低于 10^-12。

测试三：多体量子系统模拟。

他尝试模拟一个包含30个相互作用自旋 的伊辛模型在横向磁场下的时间演化。

这是一个随着粒子数增加，计算复杂度呈指数级爆炸的问题。

在经典计算机上，精确模拟30个自旋已经需要相当大的内存和计算时间。

林枫配置好参数，启动了模拟。

屏幕上，量子态随时间演化的复杂概率幅以前所未有的速度被计算出来，整个过程耗时 1.7秒。

他记得一篇论文中提到，在拥有数万个核心的顶级超算上，完成类似规模的精确模拟也需要数分钟。

初步测试的结果令人心惊。林枫深吸一口气，决定玩个大的。

他要挑战一个更接近现实世界、计算量也更为恐怖的难题——蛋白质折叠动力学模拟。

他选择了一个中等大小、约 200个氨基酸 残基的蛋白质（类似于溶菌酶），模拟其在生理环境下的微秒级折叠过程。

这在现代计算生物学中是一个巨大的挑战，因为涉及原子间相互作用（力场计算）、溶剂效应、以及跨越多个时间尺度的构象变化。

在经典计算机上，这种模拟通常需要依赖超级计算机集群，使用像gromacs、namd这样的专业软件，运行微秒级别的模拟可能需要数周甚至数月。

林枫没有超级计算机，他只有一台旧笔记本电脑和那块深灰色的原型芯片。

他当然没有现成的量子算法能直接解决蛋白质折叠问题，但他想到了一个取巧的办法——利用量子芯片恐怖的并行处理能力和优化搜索能力。

他构思了一个方案：

1. 将蛋白质的构象空间（所有可能的原子空间位置组合）进行离散化和编码，映射到一个巨大的、高维的能量地貌图上。

2. 利用量子叠加态，同时探索能量地貌上的海量可能路径。

3. 设计一个混合量子-经典算法。

让量子芯片负责快速评估大量构象的能量和稳定性，而经典计算机部分负责根据量子芯片返回的结果，迭代调整搜索方向，逐步收敛到能量最低的稳定折叠结构。