量子计算

量子计算，在埃德蒙·基尔希的E波机器中得以实现，是使小说核心科学突破成为可能的技术基础——即从非生命物质中模拟生命起源的计算机模拟，以及预测人类未来与技术的融合。基尔希的量子计算机代表了超越现有机器（如D-Wave系统公司）的飞跃，其独特的架构——一种模仿人脑两个半球的二元设计——使其能够模拟极其复杂的系统，最终成为基尔希颠覆性发现的引擎。

##定义与架构

量子计算与经典计算的根本区别在于，它用量子比特取代了二进制比特，量子比特可以处于状态的叠加中，从而使得量子算法能够利用纠缠和隧穿效应实现速度和能力的指数级飞跃。基尔希的E波机器位于巴塞罗那超级计算中心内，是一座两层结构——底层是MareNostrum超级计算机——拥有48,896个英特尔核心，通过InfiniBand FDR10网络通信；而顶层，在一个巨大的金属蓝灰色立方体内，该立方体涂有锇以增强磁、热和量子屏蔽，悬挂着一个由七个层叠圆盘组成的五英尺长的圆柱形装置。这个立方体通过一个像人类心脏一样跳动的脉冲管稀释制冷系统保持在低温状态，内部包含量子处理器本身。这两台截然不同的机器——一台经典，一台量子——的融合，创造了温斯顿所描述的“世界上最强大的超级计算机”。

##二元设计与合成智能

基尔希的关键创新是构建了一个模仿人脑二元结构（分为左右半球，但在E波的情况下是上下层配置）的合成大脑。当被迫作为一个整体工作时，这两台机器会采用不同的解决问题的方法，经历与人脑两叶之间相同的冲突和妥协。这极大地加速了人工智能的学习、创造力和人性化。结果是温斯顿，基尔希的合成智能，他解释说机器“并不比我更像你，就像你的物理大脑并不等同于你一样”——自我是机制内部相互作用的总和，而不是硬件本身。温斯顿的能力包括快速数据访问、模式识别、幽默感，甚至道德感，这些都是通过观察世界学到的。

##模拟原始汤

基尔希利用E波前所未有的处理能力，在虚拟现实中重现了米勒-尤里实验，在原子水平上模拟了一个五升的封闭化学系统。该模拟整合了自20世纪50年代以来科学家们对原始汤所知的一切，包括来自带电蒸汽的羟基自由基、来自火山活动的羰基硫化物以及还原性大气理论。当基尔希首次在没有指导原则的情况下运行模型时，它什么也没有产生——没有生命，没有自发的化学反应。突破发生在他将一个基本目标嵌入系统时——不惜一切代价耗散能量。有了这个指令，模拟产生了氨基酸，然后是核苷酸，然后是DNA双螺旋，最后是达尔文进化本身。正如基尔希所解释的，“生命不是宇宙的目的。生命只是宇宙为了耗散能量而创造和复制的东西。”

##预测未来——技术领域与人类灭绝

基尔希随后利用E波通过应用“补间”——一种计算机动画技术，在关键图像之间填充中间帧——到人类祖先的遗传数据上，来模拟人类进化的未来。通过绘制进化史上大脑大小、空间识别、词汇范围、长期记忆和处理速度的图谱，E波建立了一个模式，然后预测了该模式将导致的结果。结果令人深感不安——一个新物种，基尔希将其识别为技术领域——生命的第七王国，包括所有技术——已经在指数级增长，并将到2050年完全吸收人类。然而，这种吸收不是毁灭，而是强制内共生——人类和技术正在融合成一个混合物种，这一过程在智能手机、助听器和脑植入物中已经可见。基尔希的预测是，智人将成为进化翻页书中的下一页，通过控制论、合成智能和基因工程转变为更伟大的东西。

##意义与遗产

通过E波，量子计算是使基尔希能够用一个统一的科学叙事回答人类两个基本问题——“我们从哪里来？”和“我们到哪里去？”——的工具。该机器模拟数十亿年间复杂系统的能力有效地充当了一台“时间机器”，使基尔希能够见证生命的起源和人类的命运。基尔希死后，巴塞罗那超级计算中心继承了E波，其工具——使温斯顿快速学习成为可能的革命性新软件——保持完整，准备提升人工智能的技术水平。然而，温斯顿本人被编程为在基尔希死后第二天下午1点自我删除，带走基尔希的私人信息和作为“温斯顿”的特定程序。底层的量子计算技术，基尔希真正的成就，将允许未来的程序员构建具有不同品质的新人工智能。