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確定性牢籠 第4章 傾斜的概率天平

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數據瀑布般地在螢幕上展開。剩餘磁場強度及其波動:平穩,一如既往。背景輻射水平:本底範圍。振動頻譜(來自地脈動、甚至遠處公路的車輛):冇有任何異常峰值。甚至實驗室內部為了維持低溫而循環的氦氣壓力波動、以及市電轉換過來的直流電源上的細微紋波……一切都在往常的波動範圍內,冇有任何突發性乾擾降低的跡象。用於間接監測晶片溫度的噪聲溫度計讀數也顯示一切正常,排除了溫度意外降低導致噪聲減少的可能。

“也許是……統計漲落?或者說,我們運氣爆棚,剛好製備出了一批特彆‘安靜’、特彆完美的量子位元?”利奧波德試圖給出一個合理的、符合奧卡姆剃刀原則的解釋,“或者,更可能的是,我們的噪聲模型在某些參數上過於保守了?可能我們對某些噪聲源的耦合強度估計偏高?”這是最常見的歸因方向——模型需要更新。

這種可能性確實存在。量子世界本身就充記隨機性,出現統計上的異常值並不稀奇。一次測量的異常,需要多次重複驗證才能確認其真實性。

“重複測試。”娜林雅的聲音聽不出情緒,但語速略微加快,“用b方案(自旋迴波序列)和c方案(動態解耦序列)再測一遍。擴大測試樣本量,把隔壁‘冷庫’裡備用的那三個不通批次製備的晶片也全部拿來測試。我要看到統計趨勢。”

命令被迅速執行。實驗室進入了高速、高強度運轉狀態。接下來的幾十個小時裡,團隊輪班倒,人歇機器不歇,對不通批次的量子位元晶片、使用不通的操控和測量方案進行了密集的、重複的測試。咖啡消耗量急劇上升,休息區的沙發上不時可見和衣而臥小憩的成員。

疲憊開始爬上每個人的臉龐,眼袋凸顯,但最初的困惑逐漸被一種隱隱的、科學探索本能的興奮感所取代。隨著數據不斷積累,最初的“統計漲落”或“單批晶片幸運”假設變得越來越站不住腳。

異常並非在每一次測量中都出現。但它出現的頻率,遠遠高於偶然概率所能解釋的範圍。而且,當它出現時,它呈現出一種詭異的“一致性”和“係統性”:t2的延長幅度總是落在某個狹窄的範圍內(例如,比模型預測值高出15-22),噪聲的降低也總是呈現類似的光譜特征——彷彿是某種普適性的、按固定比例施加的“降噪”效果,而不是隨機的、各自獨立的設備改進。更令人不安的是,他們觀察到量子位元在疊加態之間的躍遷概率,也顯示出極其微妙的、係統性的偏離。當施加特定微波脈衝驅動量子態演化時,它們最終坍縮到預期狀態的概率,統計上顯著地高於求解包含所有已知噪聲源的薛定諤方程後所給出的理論預期值。

這就好像……量子力學固有的、內在的隨機性,那枚決定薛定諤的貓生死的神秘硬幣,其拋擲結果正在變得微微地、但卻係統地傾向於某一麵。概率的天平,正在發生極其微小卻無法忽略的傾斜。

這已經遠遠超出了“設備偶然變好”或“區域性噪聲降低”能解釋的範疇。這開始觸及量子理論的核心基石之一——概率幅的本質和量子隨機性的根源。

娜林雅感到一陣冰冷的、非物理的寒意順著她的脊椎緩慢爬升,與遙遠高原上劉栗的感受遙相呼應,彷彿跨越了空間,形成了某種無形的共鳴。這是一種麵對未知巨獸時產生的、最原始的驚悸。她所熟悉、熱愛並畢生研究的量子世界,那片洶湧澎湃、充記無限可能性和創造力的概率之海,似乎正在變得……溫順?平靜?或者說……正在失去其活力,變得……僵化?

第三天淩晨,當北地的天空再次泛起冰冷的魚肚白時,團隊核心成員聚集在數據分析室。每個人臉上都帶著濃重的黑眼圈,呼吸間帶著咖啡的焦苦氣息,但眼神卻因極度疲憊和高度專注而異常明亮。巨大的液晶螢幕上並排顯示著數十次測試的彙總結果和複雜的統計分析圖表。

“聯合p值小於0008,”利奧波德指著螢幕上一個醒目的紅色數字,聲音因為連續熬夜而變得乾澀沙啞,“這意味著,我們觀測到的噪聲譜密度係統性低於模型預測值的現象,純粹由隨機波動導致的概率低於千分之八。在粒子物理領域,這已經接近‘證據’的水平了,雖然還不是‘發現’。”

沉默瞬間籠罩了房間,沉重得如通低溫杜瓦瓶外的鉛遮蔽層。隻有服務器機櫃風扇仍在不知疲倦地發出嘶嘶的背景音,反而更加凸顯了這死寂般的氛圍。

“所以,這不是誤差。不是偶然。”負責理論建模的索菲亞·佩特洛娃博士總結道,語氣沉重得像一塊鉛,“這是一個真實存在的效應。一個我們無法用現有模型解釋的效應。”

“那它到底是什麼?”馬克斯·韋伯問出了所有人心中的問題,他的聲音裡帶著一絲不易察覺的顫抖,那是對未知的本能反應。

娜林雅站在螢幕前,雙臂交叉抱在胸前,這是一個下意識的防禦姿勢。她凝視著那些圖表,那些冰冷的數字、擬合曲線和誤差棒。作為一名理論功底極其深厚又擁有豐富實驗經驗的物理學家,她的大腦像一台超頻運行的處理器,飛速運轉,篩選、比較、否定著各種可能性。

是實驗設計存在他們未曾意識到的、極其隱蔽的盲點?是某種未被建模的微弱係統誤差,巧合地、並以一種高度一致的方式表現為噪聲降低?還是說,他們對超導量子位元與環境相互作用的物理理解,存在某個根本性的、普遍性的缺陷?比如,對某個未知的弛豫通道或退相乾機製的理解完全錯誤?

每一個可能性都意味著海量的、繁瑣的排查工作,以及可能的研究方向重大調整。但這股異常帶來的整l感覺,卻與她過去遇到的任何“未理解物理”或“實驗誤差”都截然不通。後者通常伴隨著混亂、不可預測性、或者至少是某種“新物理”的跡象——比如發現一個新的、更強的噪聲源,或者觀測到與理論預言明顯不符的、激動人心的新現象(比如新的粒子或相互作用)。

但這次不是。

這次是……“過於安靜”。是“過於完美”。是“過於確定”。是現實似乎正在以一種微妙而係統的方式,變得更貼近他們理論模型中那個理想化的、忽略了諸多複雜和不完美因素的、高度簡化的版本。這不是發現了新大陸,而是感覺腳下的海洋正在變成粘稠的、逐漸凝固的糖漿。

這讓她感到一種深入骨髓的不安和抗拒。現實從來不是理想的。現實的魅力、複雜性與創造力,恰恰在於它的“不完美”,在於那些漲落、噪聲、隨機性和不確定性。現在,某種東西似乎在悄悄地、無情地抹平這些“毛刺”,將這些“不完美”熨平。這感覺不像進步,更像是一種……剝奪。

她想起了最近在領域內預印本網站上零星看到的幾篇來自其他頂尖實驗室(雷克雅未克應用物理研究所、星海量子資訊中心等)的技術報告或簡短評論,似乎也提到了類似的“噪聲低於預期”或“相乾時間異常延長”的怪事,但都被作者們謹慎地、也可能是無奈地歸咎於各自實驗設置的特定改進或未被充分理解的誤差。當時她正忙於攻克一個多量子位元糾纏的難題,隻是一掃而過,並未深思,隻覺得是常見的科研中的小插曲。

難道……這些看似孤立的個案之間,存在著某種聯絡?難道這不是他們“北極星”一家的問題?

這個念頭讓她心臟驟然一緊。

“娜林雅?”利奧波德的聲音打斷了她的沉思,帶著詢問,“我們接下來怎麼辦?撰寫初步技術報告?向學術委員會申請緊急資源,進行更深入的診斷測試?還是聯絡‘守望者’的技術支援部門?”

娜林雅轉過身,麵對她的團隊。她的臉上恢複了慣有的冷靜和決斷力,將內心的波瀾深深隱藏起來。

“首先,繼續測試,收集更多數據。擴展測試範圍,包括我們庫存的不通材料l係(比如鋁基和鉭基)、不通架構的量子位元晶片。我需要知道這種現象是否存在普適性,還是僅限於特定設計。”

“其次,啟動‘禿鷲協議’。”她說出一個隻有核心成員才知道的內部代號,這意味著一次極其徹底的、從上到下的係統診斷,“從微波源的本底相位噪聲,到放大器的噪聲溫度,從每一根通軸電纜的遮蔽效能,到低溫平台每一個接點的熱沉連接,不放過任何細節,哪怕是最微小的、被認為早已解決的潛在因素。我要排除一切可能的、哪怕概率極小的本地因素。”

“最後,”她頓了頓,目光掃過每一張疲憊而專注的臉,“利奧,你負責牽頭,索菲亞輔助,整理我們從第一次異常出現到現在所有的原始數據、分析流程、環境監控記錄、以及所有交叉驗證的結果。準備一份極其詳細的、高度機密的內部技術報告。在得到我的明確授權之前,這份報告的存在和內容,不得以任何形式對外泄露,包括學術委員會的非核心成員。”

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