读者回应 2022 年 5 月刊

《大众科学》2022 年 5 月刊的读者来信

量子网络新闻

在“机器中的错误”一文中,扎伊拉·纳扎里奥讨论了比量子计算机累积错误更快地纠正错误的技术。作为 60 多年前在安大略省乔克河核实验室为我们设计的 PDP-5 小型计算机的早期读入模式 (RIM) 加载器切换器,当阅读纳扎里奥精彩的介绍时,我感觉自己像是踏入了神秘博士的时间机器。

沿着这些思路,是否有可能在物理上分离纠缠的量子比特,从而拥有两台纠缠的量子计算机?如果是这样,这似乎为地球和太空中的无法破解的通信和导航提供了机会。事实上,如果纠缠的同类以不受光速限制的维度相互响应,这可能就是最终使我们能够与遥远的银河系邻居通信的技术。


关于支持科学新闻报道

如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保未来能够持续报道关于塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事。


约翰·伦 弗拉格斯塔夫,亚利桑那州

纳扎里奥回复:的确,不仅有可能将量子处理器物理分离并完全纠缠,作为一个更大的计算机运行,而且这对于扩展到长期的、纠错的量子系统至关重要。

量子系统中的模块化有不同的形式。以超导量子计算机为例。我们最早将于明年能够使用经典通信并行化它们。我们进一步设想在单个冷却单元内部连接单独的量子芯片,以允许远距离芯片之间的门操作,从而有效地扩展芯片尺寸。我们将拥有更长的连接,将单独冷却单元中的量子处理单元 (QPU) 连接起来,以消除冷却和量子比特控制的输入/输出瓶颈。这也将使非平面拓扑结构成为可能,从而使我们能够实施更有效的纠错码。最后,正如伦在他的问题中暗示的那样,从长远来看,我们将使用技术在多个量子计算机之间连接分布式纠缠,这些技术将量子力学信号从微波频率转换为光频率,并在遥远的稀释制冷机之间通过光子链路移动它们。届时,我们将拥有完全纠缠的量子计算机集群,其网络类似于超级计算处理器中的内联网链路。

这必须伴随着软件的模块化,以便为我们提供“弹性”计算,从而快速扩展或减少计算机处理、内存和存储资源,以满足实时需求。此外,运行时会将 QPU、CPU(中央处理单元)、GPU(图形处理单元)和其他人工智能加速器编织在一起,形成强大的计算结构,将经典计算和量子计算(包括人工智能)集成在一起,以加速解决我们作为科学家、社会成员和商业领袖所面临的一些最紧迫的问题。这种计算结构将以无缝方式向任何人开放,并扩展到多个云端,从而使幕后发生的复杂操作或编排对他们来说是不可见的。

是的,这种类型的网络可能对计算、通信和导航产生重要影响。然而,我不期望量子网络能够超越光速。

与自然共处

卡罗琳娜·施耐德·科曼杜利与阿皮维特萨协会合作撰写的“为生命而设计”一文,描述了来自亚马逊河流域土著阿皮维特萨社区的可持续生活经验。我必须祝贺作者写出如此鼓舞人心的文章,讲述了地球上仍然存在一些地方,在那里,人类已经弄清楚如何将他们的社会和文化与他们居住的生态系统融为一体。这给各地的生态战士带来了一丝希望,生态乌托邦有可能实现的。我感谢作者写了这篇文章,感谢编辑收录了这篇文章,并感谢地球现在以这种方式存在,使我能够阅读和了解这种文化和地方。

安吉莉克·坎贝茨 维多利亚,不列颠哥伦比亚省

阿尔茨海默病的屏障?

丹妮拉·考夫和阿隆·弗里德曼在“[2021 年 5 月刊] 盾牌上的漏洞”中解释了血脑屏障 (BBB) 的损伤如何可能导致阿尔茨海默病,以及动物研究如何表明修复可以使老年大脑看起来年轻。由于血脑屏障随着年龄的增长而失效,作者指出他们有个人动机去更多地了解它,因为他们都大约 50 岁。高水平的压力会导致这种重要的保护性过滤器出现缺陷,而压力是个人可以通过改变生活方式来减轻的。我希望作者或其他研究人员研究个人可以控制的保护血脑屏障的其他方法,例如饮食调整、维生素补充和锻炼。

史蒂夫·琼斯 亨德森,内华达州

考夫和弗里德曼描述了对小鼠的实验,表明随着大脑衰老,血脑屏障对与炎症和阿尔茨海默病相关的物质的渗漏性越来越强。作者在对 20 多岁至 70 多岁的人类进行的研究中使用示踪分子表明,血脑屏障渗漏也随着年龄的增长而增加。然而,这些实验并未完全证明屏障受损会导致阿尔茨海默病。

一项非侵入性、伦理上可接受的实验可能有助于提供血脑屏障损伤在阿尔茨海默病中的作用的结论性证据,可能是以下方法:使用放射性示踪剂,评估不同种族和族裔的心理健康的百岁老人群体中是否存在血脑屏障损伤。如果在所有患有阿尔茨海默病的人类中都发现血脑屏障损伤,但在最年长的心理健康人类队列中没有这种损伤(或存在的程度不高于健康年轻人群),这是否不能满足因果关系的判据?

马克·P·西尔弗曼 G. A. 贾维斯物理学教授,三一学院

有问题的惩罚

在“[2021 年 4 月刊] 阻止国内恐怖主义”[科学议程] 中,编辑们恳求国家领导人解决美国种族主义驱动的暴力问题,他们强调,“在这些步骤的基础上,我们可以明确表示,本土恐怖主义和偏执行为是真正的犯罪。伴随着真正的惩罚。”

最后这个词“惩罚”在这篇原本必要的社论中让我感到有些不安。我本希望从一篇基于科学的文章中看到“补救措施”或类似的词语。我们太经常地回到我们惩罚不良行为的宗教习惯,而不是找到更好的方法来对抗它。

D. 克拉夫 通过电子邮件

勘误

艾伦·鲁珀尔·谢尔撰写的“大胆的鱼类养殖实验”一文应说明,拟议在缅因州贝尔法斯特建造的大型水箱设施的系统目前每分钟循环总共 5,500 加仑的水,而不是 5,200 加仑。

蒂姆·福尔杰撰写的“[七月刊] 飞向星星的旅行者”一文应描述为 NASA 在过去三年中关闭了旅行者号宇宙飞船的加热器和其他非必要组件,而不是计划在今年关闭其某些系统。

大众科学杂志 第 327 卷 第 3 期本文最初以“读者来信”为标题发表在大众科学杂志 第 327 卷 第 3 期 (), 第 8 页
doi:10.1038/scientificamerican0922-8
© . All rights reserved.