对方无法理解他的物理模型,自然也无法给出有效的解决方案。
他只能靠自己。
接下来的几天,林允宁游弋在戈登综合科学中心三楼的会议室和宿舍之间。
他没有再纠结于代码,而是回到了最原始的工具??白板和笔。
他需要解决一个根本性的矛盾:
他的物理理论,是建立在一个连续的,无限维的几何空间上;
而计算机的内存,是离散的,有限的,线性的地址空间。
他要把一个弯曲的宇宙,塞进一个方方正正的盒子里。
布兰登每天早上都会在宿舍门口,给他留一杯煮好的咖啡和一个硬面包圈。
他偶尔回来取东西时,会看到林允宁对着白板发呆,嘴里念叨着“切片”、“投影”、“边界条件”这些他听不懂的词。
他知道,自己的这位室友,又进入了那种“怪胎模式”。
这天晚上,林允宁看着白板上那张被自己画得乱七八糟的信息流形图,脑中灵光一闪。
他为什么要试图把整个宇宙一次性塞进盒子里?
他可以把它“切”开。
就像做CT扫描一样,把一个三维的物体,切成几千张二维的薄片,分别处理,最后再拼起来。
他拿起笔,在白板上飞快地写下了一行新的标题:
“几何分区并行算法”GeometricPartitioningParallelism。
他的思路很简单:既然整个信息流形太大,无法一次性载入内存,那他就用数学方法,把它在虚拟空间中“切割”成数千个互不重叠的小区域。
然后,利用MPI消息传递接口这种并行计算框架,将这些小区域分发给不同的计算节点,就像把一项大工程分包给几千个施工队。
每个施工队只负责自己那一小块区域的计算,算完之后,再通过MPI的“规约”Reduce操作,把所有局部结果汇总起来,拼接成最终的全局解。
这个想法,将一个物理学的几何概念,和一个计算机科学的并行编程模型,完美地结合在了一起。
就在他推导这个全新算法的核心??
如何定义“切割”边界上的信息交换规则时,他桌上的笔记本电脑,发出“叮”的一声轻响。
是一封来自苏黎世联邦理工学院ETHZurich的邮件。
发件人,是安雅?夏尔马教授。
【林,你好。冒昧打扰。我是克劳斯?里希特教授的同事,之前我们曾在视频会议上见过。我们最近在实验中遇到了一个棘手的难题,克劳斯建议我向你请教。】
邮件里,夏尔马教授详细描述了她们遇到的问题。
她们的团队正在构建一个基于超导量子比特的量子计算原型机,但在扩展到多个比特时,遇到了严重的“串扰”Crosstalk问题。
简单来说,当她们试图单独操控某一个量子比特时,旁边相邻的几个比特也会受到影响,导致计算结果一塌糊涂。
邮件附件里,是一张她们测量到的,不同量子比特之间的“信息泄露”矩阵图。
那是一张色彩斑斓的热力图,对角线上的信号最强,代表着正确的操作,但非对角线区域也布满了各种颜色的斑块,像一幅被打翻了颜料的抽象画。
林允宁看着那张图,又看了看自己白板上那个被切成无数小块的信息流形。
他忽然笑了。
这不就是同一个问题吗?
夏尔马教授的量子比特系统,就像他那个被切开的宇宙。每一个比特,就是一个“几何分区”。
而所谓的“串扰”,就是信息在这些分区的“边界”上,发生了不受控制的泄露。
他立刻回了邮件。