第446章 谐振回路的“重生”(2 / 2)
然后,他又用他那把神奇的恒温电烙铁,将几根比头发丝还要细的镀金铜线(这是他从一段报废的高频同轴电缆里抽出来的),以一种匪夷所思的精度,焊接到了那些微带线的输入输出端口上,形成了几个最基本的三端口或四端口微波器件的雏形。
至于那些铁氧体磁珠和介电陶瓷谐振柱,则被他巧妙地嵌入到了那些新绕制的超导线圈的特定位置,或者与那些经过改造的可变电容器的极片紧密贴合。它们将作为微型的“带通滤波器”或“陷波器”,进一步提高谐振腔对特定频率微波信号的选择性,滤除那些可能干扰量子比特操作的杂散频率。
更令人拍案叫绝的是,秦风还从那几颗封装完好的雪崩光电二极管(APD)中,提取出了其核心的、对单个光子都极其敏感的半导体P-N结芯片(当然,这个过程也充满了惊险,他差点因为静电击穿而报废掉一颗珍贵的芯片)。然后,他利用系统知识,设计了一种特殊的“微波-光子转换接口”,将这个P-N结芯片与一个经过特殊设计的、Q值极高的微型超导谐振腔耦合在了一起!
他的设想是,当“电子管量子比特”的量子态发生改变时,会引起与其耦合的超导谐振腔的频率发生微小的偏移。这个频率偏移,可以通过一个弱探测微波信号转换成谐振腔内存储的微波光子数的微小变化。而这个微波光子数的变化,又可以通过那个“微波-光子转换接口”,转换成雪崩光电二极管中产生的可被探测到的光电流信号!
这,就是他为“熊猫量子霸王机”设计的“单光子级信号耦合器”与“量子态读取模块”的核心原理!用最“土法”的手段,去实现最尖端的量子测量!
第三阶段:“天线重塑”,架设“量子通讯”之桥梁!
完成了对谐振回路的“量子化升级”,秦风的目光,最后落在了那根孤零零地立在收音机顶部的、已经有些弯曲变形的七节拉杆天线上。
这根天线,在它的“前半生”,兢兢业业地为宿管刘阿姨接收着来自四面八方的、承载着京剧、豫剧、黄梅戏等各种戏曲信息的调幅(AM)和调频(FM)无线电波,频率范围通常在几百千赫兹到一百兆赫兹左右。
但对于即将“量子飞升”的“熊猫量子霸王机”来说,这个频率范围实在是太“低端”了!它需要的是能够工作在数吉赫兹甚至数十吉赫兹微波频段的、能够精确地向“电子管量子比特”发射控制脉冲,并高效地接收其反馈信号的“量子天线”!
秦风毫不犹豫地将那根老旧的拉杆天线给拆了下来。然后,他从自己“顺手牵羊”搞来的材料中,找出了一些之前从电子系报废的微波实验模块上拆下来的、镀金的SMA同轴连接器、几小段半刚性同轴电缆、以及一些薄如蝉翼的柔性印刷电路板(FPC)边角料。
他再次展现了他那“化腐朽为神奇”的DIY能力。
他先是用一把锋利的美工刀和一把钢尺,在那几片FPC边角料上,精确地切割出了几个形状如同蝴蝶翅膀或螺旋迷宫般的、经过精心设计的微带天线单元的图案(这些图案的尺寸和形状,都是他根据系统提供的“基于分形几何的宽带微波天线设计原理”进行精密计算的)。
然后,他又用他那把神奇的恒温电烙铁,将那些切割好的FPC天线单元,小心翼翼地焊接到了SMA同轴连接器的中心导体和外壳之上,并用几小段半刚性同轴电缆,将它们与收音机内部那些经过改造的“量子谐振腔”和“信号处理模块”的输入输出端口连接了起来。
他还创造性地利用了收音机原本用来固定拉杆天线的那个可旋转的塑料底座,将其改造成了一个可以手动调节天线阵列方向和极化方式的简易“波束赋形云台”!
最终,当秦风将几个不同形状、不同尺寸的微带天线单元,以一种看似随意、实则蕴含着精妙电磁场耦合原理的方式,组合并固定在那个经过改造的旋转底座上时,一个看起来有些奇形怪状,甚至带着几分“赛博朋克”风格的“多频段、可重构、宽带微波量子天线阵列”的雏形,便宣告诞生了!
这个天线阵列,不仅能够高效地从周围环境中“捕获”特定频段的、可用于驱动量子逻辑门的电磁噪声,还能够根据需要,向特定的“电子管量子比特”发射精确编码的微波控制脉冲,实现对其量子态的初始化、操控和读取!
它,将成为“熊猫量子霸王机”与外部世界进行“量子信息交互”的最重要桥梁!
“呼——总算是……搞定了!”当最后一个焊点完美凝固,秦风长长地吐出了一口浊气,感觉自己的整个身体都快要虚脱了。他看了一眼墙上的时钟,距离宿管刘阿姨给的“两天之期”,只剩下不到十个小时了!
但他顾不上休息,也顾不上饥饿。他看着眼前这台经过他“鬼斧神工”般改造之后,已经完全看不出原来模样的“熊猫牌收音机”(现在应该叫“熊猫量子霸王机V0.0.1测试版”了),眼神中充满了难以言喻的激动与自豪!
那些曾经用来接收戏曲广播的LC谐振回路,如今已经“重生”为能够精密调控和读取量子比特状态的“超导量子谐振腔”和“单光子级信号耦合器”!
那根曾经用来接收调幅调频信号的拉杆天线,如今也已经“涅盘”为能够驾驭微波频段量子信息的“可重构宽带天线阵列”!
它们,已经不再是凡俗的电子元件,它们是承载着秦风伟大梦想的“量子神器”!它们是“熊猫量子霸王机”跳动不息的“量子心脏”和感知宇宙的“量子触手”!
“老伙计们,”秦风伸出手,轻轻抚摸着那些闪烁着奇异光泽的改造部件,嘴角勾起一抹自信而略带疯狂的笑容,“从接收咿咿呀呀的戏曲,到驾驭玄奥无比的量子比特,你们的‘人生’,哦不,是‘机生’,即将迎来一次史诗级的飞跃!”
“而我,秦风,将是这场飞跃的唯一见证者与……主导者!”
他知道,接下来的挑战,将会更加艰巨。他还需要设计并搭建出能够驱动这些“量子硬件”运转的“控制系统”和“读取界面”,还需要编写出能够将“秦氏模型”的复杂算法映射到这台“土法量子计算机”上的“量子汇编语言”。
但此刻,他心中充满了前所未有的信心与力量!
因为,他已经成功地将那些来自“过去”的“凡物”,赋予了走向“未来”的“神性”!
谐振回路的“重生”,仅仅是一个开始!
一场真正意义上的“量子革命”,即将在他手中,以一种所有人都无法想象的方式,轰轰烈烈地展开!