十月十二日,上午七點三十九分。
中國科學技術大學,量子實驗室。
控制室里,一整面牆被巨大的顯示器和設備狀態頁占滿。
稀釋制冷機的運行參數、微波源通道、讀出鏈路、控制任務隊列,被切割成十幾塊顏色各異的數據區域,像是一座微觀城市的神經中樞。
最右側那塊獨立的屏幕上,仍然靜靜停留著昨晚深夜傳回的盲測結果。
【盲測窗口43結果核對】
【獨立噪聲基線:1.000】
【六十四邊相關解碼器:1.081】
【十八邊保守解碼器:0.963】
負責解碼器的博士生坐在屏幕前,桌邊那杯黑咖啡早已冷透。
他的眼球布滿血絲,從凌晨一點拿到這個結果開始,他就在這把椅子上坐到現在。
六十四條相關邊。
那是他和另外兩名同事,耗費幾個月時間,從浩如煙海的實驗記錄里一條條篩出來的結晶。
最初有一千七百多條。
經過跨窗口篩選,剩下一百八十六條。
再按照穩定性、物理鄰接和統計強度層層剝繭,最終壓縮到這六十四條。
在舊數據的隨機切分驗證中,這套解碼器將邏輯錯誤率代理壓低了驚人的9.6%。為了這組數據,他們熬夜改過三輪圖權重,重新跑過二十多次複雜的參數搜索。
按照原定計劃,今天上午八點半,這套承載著全組希望的更新版解碼器,就將正式接入下一輪真實硬體實驗。
現在,距離任務啟動只剩不到一個小時。
控制室中央的會議桌旁,項目負責人把昨晚列印出來的盲測報告翻到了第二頁,聲音毫無波瀾:「原計劃取消。」
博士生猛地抬起頭:「整輪取消?」
「六十四邊模型不接硬體。」
「盲測只有一個窗口!」博士生聲音乾澀,帶著本能的不甘,「一個從未參與建模的新窗口,也可能剛好碰上設備狀態的自然波動。」
項目負責人平靜地看著他:「所以更不能直接接進去。」
博士生沉默了幾秒,手指緊緊按住桌邊那份已經排好的任務單。
今天的實驗窗口早在兩周前就已排定,極為珍貴。
低溫系統已經穩定在毫開爾文級別,量子比特剛剛完成初始校準。
硬體組、控制組和解碼組為這十八個小時騰出了所有時間。
如果現在取消,下一次能湊齊這麼多資源排出一個完整窗口,不知道要等到什麼時候。
「至少保留一組,」博士生深吸了一口氣,「讓六十四邊模型在真實的硬體迴路上跑一遍。離線的軟體盲測,不等於在線的閉環表現。」
「跑它的目的是什麼?」
「確認它到底錯在哪裡。」
項目負責人沒有直接回答,而是轉頭看向主屏幕上的遠程會議窗口。
江臨已經接入。
畫面很簡單。
紫荊十七號樓402室。
冰冷的金屬書桌,毫無裝飾的白牆,以及窗邊露出一小段剛剛泛起灰白色的晨空。
項目負責人問:「你的意見呢?」
「可以保留一組。」江臨的聲音從揚聲器里傳出。
博士生明顯鬆了一口氣。
不料江臨接著說:「但不能按原計劃讓它獨立運行六小時。」
「為什麼?」
「我們已經知道它在封存窗口裡失效,再花六小時去確認一次它的失效,系統不會產生任何新增信息。」
江臨切換了共享畫面,直接調出昨晚生成的E-009分析頁:「硬體窗口很寶貴,要驗證的是失效的根本原因。」
屏幕正中央,出現了那條曾經排名第一、被視作高可信物理候選的穩定相關邊。
【異常檔案:E-009】
【事件節點:D071—D084】
【跨輪次偏移:+1】
【原始相關強度:0.417】
【控制動作條件化後:0.036】
江臨在數據下方,用冷硬的字體補出了兩種實驗干預條件。
【條件一:保留原控制路徑,關閉六十四邊權重更新。】
【條件二:保留原數據處理,禁止經過D084鄰域的提前校正路徑。】
「六十四邊模型是否可靠,已經由盲測回答了。」江臨停頓片刻,「今天的硬體窗口,應該回答另一件更核心的事,E-009究竟是量子晶片自己產生的,還是你們的控制系統踩出來的腳印。」
項目負責人點頭認同,追問:「那十八邊模型呢?」
「照常進入獨立對照。」
會議桌上的任務單被推到了中間。
原本的任務規劃只有三欄:基線、六十四邊、更新後六十四邊。
項目負責人拿起紅筆,將後兩欄乾脆利落地劃掉。
他在空白處重新寫下新的實驗矩陣。
【A組:當前基線|當前默認策略|建立物理硬體基準線】
【B組:十八邊保守模型|當前默認策略|驗證純物理候選收益】
【C組:當前基線|E-009控制路徑隔離|驗證錯誤是否由控制誘發】
【D組:十八邊保守模型|E-009控制路徑隔離|測試組合策略的真實上限】
博士生注視著被紅筆劃掉的那兩行字。
那個耀眼的9.6%,仍然清晰地印在紙張下方的預期收益欄里。
但控制室里,沒有人再去提它。
上午八點二十八分。
硬體實驗正式開始。
A組率先啟動。
當前控制策略,當前校準參數,不加入任何先驗的相關邊。
隨著微波脈衝的注入,檢測事件沿著複雜的時空圖持續生成。
基線解碼器像一個循規蹈矩的工人,嚴格按照獨立噪聲假設,給出一套套校正路徑。
四十分鐘後,第一段結果凍結入庫。
【A組:基線對照完成】
【邏輯錯誤率代理:1.000】
【E-009標準統計窗口事件對:312】
【平均解碼時延:基準值】
系統運轉平穩,隨後B組無縫切入。
解碼器被替換為江臨裁剪後的十八邊保守物理模型。
這十八條邊,被剔除了所有水分。沒有包含任何隨讀出分組遷移的相關結構,沒有包含任何隨控制版本出現又消失的控制誘發關聯,也沒有將那些來源不明的四十一條邊強行算作物理噪聲。
在舊數據的回測中,它的改善只有微弱的3.1%。在昨晚殘酷的盲測里,是3.7%。
與原來那個充滿誘惑力的9.6%相比,它枯燥、單薄,幾乎沒有任何宣傳和寫進論文摘要的吸引力。
一小時後,B組讀數趨於穩定。
【B組:保守模型驗證】
【邏輯錯誤率代理:0.966】
【E-009標準統計窗口事件對:305】
【平均解碼時延:增加2.4%】
改善依然只有三個多百分點。
沒有意外,也沒有奇蹟發生。
博士生看著那行冰冷的0.966,端起旁邊那杯咖啡喝了一口,液體伴隨著涼意滑入胃裡,既苦又澀。
上午十點零七分。
C組啟動。
解碼器退回最原始的基線。
唯一發生改變的,是底層的控制策略。
當D071區域出現高置信度的異常事件時,系統不再允許於當前輪末尾提前下發那條經過D084鄰域的局部校正路徑。
控制動作被延遲到了下一個完整周期。
理論上,這十分冒險。
它會增加一小段閉環響應時間,甚至可能讓另一些錯誤在等待期間發生擴散。
硬體組不願為了做統計分析而修改底層的控制時序。
控制組也同樣不願一個外來的分析協議直接干涉自己的任務隊列。
但E-009已經將問題擺在了所有人面前。
如果這條邊真的是系統自己踩出來的,不修改控制邏輯,他們就永遠無法看清這枚量子晶片原本真實的樣貌。
二十七分鐘後,第一批事件統計返回屏幕。
【E-009事件對出現次數:41】
控制室里響起一陣椅子腿摩擦地面的聲音。
博士生立即俯身操作,迅速調出原始的底層事件流。
D071依然在出現,D084檢測事件也仍然出現。
但兩者之間原有的穩定時序關係幾乎消失,極少再按照原來的順序,隔著一個精確的測量輪次連續發生。
他迅速將統計窗口擴大。
三十分鐘。
四十分鐘。
【E-009事件對出現次數:56】
與A組同樣的前四十分鐘相比,事件對由312次降到56次,下降超過八成。
項目負責人立刻回頭向硬體組確認:「設備狀態怎麼樣?」
「頻率漂移在正常區間。」
「制冷機溫度?」
「沒有異常波動。」
「讀出信噪比呢?」
「和A組基本持平。」
負責控制的工程師將兩組脈衝序列疊在同一張時間軸上。
唯一穩定存在的變量,就是那條被人工阻斷的提前局部校正路徑。
江臨在遠程看著傳回的實時結果,只說了三個字:「繼續跑。」
中午十二點十六分。
C組數據收集完成。
【C組:控制路徑隔離完成】
【邏輯錯誤率代理:0.952】
【E-009標準統計窗口事件對:56】
【平均解碼時延:增加1.7%】
他們沒有使用任何更複雜的解碼模型,也沒有向解碼圖里灌輸任何一條新的物理相關邊。
他們僅僅只是做了一件事。
停止讓控制系統在下一輪數據里,踩出那枚熟悉的腳印。
邏輯錯誤率代理直接下降了4.8%。
博士生將A組和C組的事件拓撲圖並排放大。
舊圖上,D071與D084之間那條深紅色的跨輪次相關邊,曾是整個實驗室引以為傲的發現,是相關圖中最醒目的結構之一。
而在新圖上,那條粗壯的紅線斷裂了,只剩下幾處散亂微弱的淺色殘痕。
他注視了很久,輕聲開口:「我們原來花了幾周時間把它加進解碼器,是為了讓解碼器學會怎麼處理這條相關邊。」
項目負責人的聲音在背後響起:「現在發現,最好的處理方式,是別讓系統自己製造它。」
控制室里一時沒人接話。
過去整整四個月,他們傾注全部心血,試圖讓模型變得更聰明。
增加隱變量,疊加相關邊,重新估計節點權重……
他們以為自己在教解碼器理解一個越來越複雜的物理噪聲世界。
直到今天,直到此時此刻他們才確認,那個世界裡最穩定最強烈,最像物理拓撲規律的那條邊,竟然是解碼器和控制系統共同踩下的腳印。
它越穩定,就越容易被統計模型輕信。
它越容易被相信,下一版的解碼器就越會圍繞它重新分配校正路徑。
這是一個不斷自我強化的死結。
模型一直在努力學習的,不過是自己投射在牆上的影子。
下午一點零八分。
D組組合實驗啟動。
控制路徑隔離保持開啟,同時,十八條真正的保守物理候選進入解碼圖。
這一次,控制層與解碼層被同時重構。
項目負責人看了一眼時間,要求所有人先去吃午飯。
但控制室里沒有人挪動腳步。
硬體組的一名工程師從實驗台下摸出一袋乾癟的麵包,拆開包裝直接放在了設備記錄本旁邊。
博士生端起杯子,把早已徹底冷掉的苦咖啡倒進水池,換了一杯沒有任何味道的白開水。
離線分析和軟體仿真可以隨時暫停,但低溫系統維持出來的實驗窗口,不會等任何人。
下午兩點三十六分,D組的第一段結果浮出水面。
【邏輯錯誤率代理:0.921】
博士生迅速重新計算置信區間。
樣本量還不夠大,暫時不能下結論。
三點十八分。
【邏輯錯誤率代理:0.924】
四點零四分。
【邏輯錯誤率代理:0.923】
數字沒有繼續往下掉,但更重要的是,它也沒有反彈,始終維持在相同區間。最終結果在此刻凍結。
【D組:最終評估】
【邏輯錯誤率代理:0.922】
【相對A組基線改善:7.8%】
【E-009標準統計窗口事件對:60】
【平均解碼時延:增加4.0%】
真相終於完整。
截斷閉環控制誘發的偽相關,貢獻了最主要的基礎改善。
而那十八條歷經嚴苛審查的保守物理邊,在全新的控制條件下,繼續提供了接近三個百分點的獨立收益。
這兩部分收益在這組實驗中可以疊加。
它們沒有互相覆蓋,也沒有在策略改變後反向惡化。
但這組沉甸甸的7.8%,回答的僅僅是一個局部問題。
在同一塊晶片、同一套糾錯規模下,清除掉自我欺騙的偽相關以後,系統能夠少犯多少錯。
它還沒有回答量子糾錯領域那個最關鍵的問題:
當表面碼從當前的碼距三擴大到碼距五時,更多物理量子比特的加入,究竟會憑藉拓撲優勢壓低整體錯誤,還是會把成倍增加的讀出誤差、控制誤差和解碼失配一起帶進系統?
如果擴大糾錯規模以後,邏輯錯誤率反而上升,那麼今天費盡心血得到的7.8%,仍然只能算是一次精巧的局部修補。
它證明不了這套架構具備繼續向未來擴展的資格。
下午四點二十七分。
項目負責人回到工位,重新打開了那份原定今天下午就要向中心提交的階段實驗報告。
報告的舊標題赫然在目——【基於跨窗口穩定相關結構的表面碼解碼優化】
摘要第三段寫著——
【通過將六十四條高可信穩定相關邊加入加權匹配圖,邏輯錯誤率代理下降9.6%。】
光標無聲地停在9.6%這個數字後面閃爍。
負責解碼器的博士生就坐在旁邊。
這行數字是他親手敲進去的,報告裡那幾張絢麗的相關性拓撲圖也是他用代碼畫出來的。
項目負責人轉過頭問:「保留舊結果,作為歷史對照?」
「可以保留在附錄里。」
「摘要呢?」
博士生看著屏幕。幾個月的日夜顛倒並沒有憑空消失,六十四條邊的底層數據依然存在。
哪怕是現在,只要跑隨機切分,那個9.6%也確實能算得出來。
只要他們閉口不提封存窗口,不提版本留出測試,不提控制動作條件化,這個結果在字面上依然驚艷。
甚至比今天在硬體上實打實跑出來的7.8%看起來更加漂亮。
但那7.8%,來自於兩條真正經得起物理推敲的路徑,停止製造控制誘發錯誤,以及只保留跨版本穩定的物理候選。
博士生伸出手:「我來刪。」
項目負責人鬆開手,把鍵盤推給了他。
光標移動到了摘要第三段。
博士生按下滑鼠,從句首開始拖動。整段文字變成了被選中的藍色。
他按下退格鍵。
原本寫著9.6%的位置,徹底空了下來。
博士生的手指重新落在鍵盤上,敲下新的定論——
【通過控制條件化與跨版本可辨識性審查,我們確認原六十四條穩定相關邊中,至少四十八條與控制策略顯著綁定。】
【在隔離主要控制誘發路徑後,僅使用十八條保守物理相關候選,端到端邏輯錯誤率代理下降7.8%。】
他停了停,眼神變得無比清醒,又在末尾補上了一句——
【原隨機切分驗證所顯示的9.6%改善,無法在封存窗口中復現。】
項目負責人看著屏幕,沒有伸手去刪掉那句略顯自揭傷疤的話。隨後,他將報告的題目也一併改掉。
新標題——【相關syndrome結構的因果可辨識性審查與解碼更新】
原來的題目,強調的是結果優化。
而新的題目,強調的是可辨識性審查,先查明哪些結構有資格進入解碼器,再談更新。
報告的結果展示頁從原本的一張增加到了四張。
隨機切分、控制版本留出、封存盲測與真實硬體干預。
那條曾經最拿得出手的9.6%改善曲線,被端端正正地貼在了【失敗案例與過擬合分析】這一章。
下午五點十二分。
江大,陸知行收到了這份大修後的階段報告。
他直接翻到附錄,看E-009的因果路徑圖。
【D071事件】
【解碼器輸出】
【局部校正路徑】
【D084下一輪事件】
四個節點首尾相接,連成了一條完整的閉環。
就在一個月前,中科大的團隊還將這條邊視作底層物理噪聲的首要候選。
而現在,當此前被遺漏的控制動作重新放回圖中,它終於顯露了本來的面目。
陸知行一直看到最後一頁,通過內部通信窗口給江臨發了一條消息。
【他們把9.6%刪了。】
江臨此刻正坐在數學中心的辦公室里,審閱著南京項目發來的形式化驗證意見。
看到屏幕右上角彈出的消息,他隨手敲擊鍵盤迴復。
【應該刪。】
陸知行很快又發來一句,帶著一絲對實驗物理學家的同情。
【幾個月的工作,只剩7.8%。】
江臨看了一眼副屏上報告中的四組干預實驗數據,眼神平靜,回復道。
【不是只剩,是終於知道這7.8%從哪裡來了。】
消息發出以後,陸知行那邊幾分鐘後,對話框裡才浮現出新的文字。
【這句話,我原封不動轉給他們了。】
晚上七點四十分。
中科大量子實驗室終於完成了當天全部的硬體排期任務。
項目負責人站在白板前,正式宣布取消原本排在今晚的解碼器全量更新計劃。
一份全新的流程文件被擬定,進入了內部審批隊列。
【協議:相關噪聲模型更新前置審查v0.1】
【任何跨窗口穩定相關結構,在進入物理噪聲模型前,必須完成讀出分組、控制動作、策略版本與校準觸發條件審查。】
【隨機切分結果不得單獨用於證明相關結構具備跨系統狀態穩定性。】
【來源未定邊不得以物理相關名義寫入正式解碼權重。】
【必須至少保留一個完整校準窗口進行獨立凍結盲測。】
這份流程文件,不會立刻變成發表在頂刊上的論文。
它首先要改變的,是這間實驗室以後該怎麼給設備排隊,哪些容易被忽視的日誌必須強制保存,以及什麼樣的數據,才有資格被寫進階段報告。
工位上,負責解碼器的博士生開始整理代碼庫。
他選中了包含那六十四條邊的舊模型,準備將其從正式分支移入歸檔目錄。
該目錄原本的名稱是——
【Final_Correlated_Decoder(最終相關解碼器)】
他盯著Final這個詞看了兩秒,按下重命名鍵,將其刪除,重新輸入——
【Correlation_Model_Pre_Identifiability(可辨識性審查之前的相關模型)】
文件被妥善保留,那個屬於過去的9.6%也沒有被刪除。
被整齊地收納進失敗記錄里,連同隨機切分方式、控制策略版本的更迭以及封存窗口的盲測結果一起歸檔。
晚上九點零三分。
紫荊十七號樓,402室。
江臨收到了研究支持單元轉來的流程確認函。
【Syndrome_Correlation_Ledger處理公示】
【七十九條讀出相關邊:提取特徵,轉交讀出組排查線路問題。】
【四十八條控制閉環相關邊:提取特徵,轉交控制組評估邏輯延遲。】
【四十一條來源未定邊:保持凍結狀態,不進入正式解碼系統。】
【十八條物理相關候選:等待後續硬體干預覆核。】
郵件末尾,研究支持單元的系統管理員附上了一個常規的流程問題:
【請確認,是否將當前項目狀態調整為階段性完成?】
江臨的手指懸停在鍵盤上。
E-009確實已經完成了歸因審查。封存窗口也已經證明,原來的六十四邊模型無法跨越控制策略的變化。
但是,在最初那一百八十六條穩定候選中,哪怕是歷經篩選剩下來的十八條,目前也僅僅是候選。
它們沒有被現有證據推翻,但這絕不等於它們已經得到物理驗證。
江臨點開項目驗收頁面,直接在原本的通過條件下方,新增了五項嚴苛的校驗關卡。
【讀出干預測試:改變數字解調參數與時鐘分組後,讀出相關邊應隨採集結構發生遷移或自動消失。】
【控制干預測試:改變校正路徑和下發時序後,控制相關邊應隨動作結構發生遷移或自動消失。】
【物理候選終審:在讀出結構與控制策略同時改變的干預條件下,候選邊仍須固定在原物理鄰接位置,不得漂移。】
【最終盲測基準:分析協議與解碼器結構完全凍結後,必須在全新的設備校準窗口中,保持同方向的穩定收益。】
【碼距擴展驗證:在維持相同循環定義與評估協議的前提下,碼距五體系的邏輯錯誤率,必須穩定且顯著地低於碼距三。】
五項條件逐字敲完,他這才點擊回復框,向研究支持單元發送指令。
【不標記完成。】
【項目全局狀態更新為:FINAL_IDENTIFIABILITY_TEST_PENDING(最終可辨識性測試待執行)。】
十分鐘後,中科大團隊傳回了確認回復。
聯合實驗的日程表被重新排布。
在接下來的實驗中,他們會交換兩組兼容讀出通道的數字解調與時鐘路徑,大幅調整四類高頻校正動作的下發時序。
對那最後十八條物理候選所在的區域,進行獨立干預覆核。
在所有的因果歸因與封存盲測完成以後,他們還會使用同一套凍結協議,分別運行碼距三與碼距五的表面碼。
在這十八條邊里,哪些會跟著採集系統遷移,哪些會隨控制策略消失,哪些能在兩類干預後仍鎖定原物理拓撲,下一輪實驗會給出答案。
而這套量子糾錯系統能否在碼距擴展指標上進入國際領先區間,也將由最後兩組結果回答。