費米子哈伯德模型,是對於高溫超導狀態中導體內部晶格中電子運動規律的描述,也就是根據高溫超導現象建立出的模型。
反過來,研究費米子哈伯德模型,並對其進行詳細的解析,也就能更加理解高溫超導的物理機製。
這就是以數學來研究物理的過程。
按照數學家的思維方式,會下意識的去思考簡化數學模型,又或是研究簡化數值模擬計算,來讓研究實現更容易。
譚友銘、羅勇軍再包括孫興利,都覺得張碩問的問題很正常。
模型複雜,就研究!
計算量龐大,就簡化!
邱誌超和周剛就是另外一種看法了。量子計算技術發展到現在已經進入到第二階段,也就是依靠量子計算來針對性解決計算需求單一、計算量龐大的學術科研問題。
費米子哈伯德模型,就是量子計算研究解決的經典問題之一。
這個問題關聯高溫超導機製,對於應用科技發展有著非常重要的意義。
所以,他們才會做研究。
他們的研究方向就是以量子計算來完成費米子哈伯德模型的分析模擬。
如果是以數學的方式去解決費米子哈伯德模型問題,還需要量子計算幹什麽?他們也根本不需要做這個研究了!
這就是雙方思維上的矛盾之處。
當然了,張碩的問話一點問題都沒有,要找問題也就是‘費米子哈伯德模型已經是高溫超導機製中最簡化的模型’、‘到目前,還沒有相關的研究進展’。
但是,科研研究本來就具有前沿、創新的特性,任何一項突破性科學研究都可以說‘前人沒有做過’,問題也就不是問題了。
邱誌剛和周剛一時間不知道該怎麽迴答。
他們沉默了好半天。
邱誌超輕咳了一聲,開口道,“你說的也是可行方法之一,但我們的研究是以量子計算技術來解析費米子哈伯德模型,當然,隻是研究的一部分……”
他幹脆直接說起碰到的問題。
‘光晶格實現費米子單帶超流’,聽起來是非常複雜的,實際上,可以簡單理解為‘超導狀態的電子運動模擬’。
電子,就是一種費米子,超流和超導是類似的狀態。
費米子單帶超流,也就是實現讓電子進行類似於超導狀態的流動。
光晶格,說的是‘三維原子光學晶格’,是通過一係列強光的幹涉製造出的特殊低溫晶格環境,特殊低溫晶格環境可以把‘原子’囚禁,來模擬高溫超導材料達到超導時的特殊環境狀態。
所以研究可以簡單理解為以量子技術來模擬超導電子運動,從而對於超導電子運動狀態實現更精準的量子計算。
這個研究的難度是非常高的,主實驗暫時隻存在於理論中,要實現主實驗,需要製造非常特殊的環境,並進行非常精細的設計。
設計,就需要一個個附帶實驗,得到一係列數據來分析了。
比如,空間強度分布均勻的光晶格係統的構建,本身就是大問題。
比如,溫度降到低於奈爾溫度,才能激發出反磁性相變,溫度控製也是問題。
比如,還要發展新型測量手段,對量子模擬器實現的狀態進行精確表征。
另外,理論支持不完善,導致附帶實驗的研究上有缺失。
等等。
這些都是要解決的問題。
他們的主思路是進行更多的實驗,來計算出主實驗的需求。
“我們的主要問題是,不知道所做的實驗計算偏差有多大。”
周剛認真說道,“如果偏差比較大,方向就是錯誤的,我們必須要了解整體上偏差,才能進行下一步的實驗和研究思考。”
說到這裏,所有人都明白過來。
周剛則是表態說道,“張教授,在計算數學上,你是最頂級的專家。”
“我們想讓你幫我們看看數據,如果能解決這個問題,需要什麽,我們就提供什麽。”
“好吧。”
張碩仔細思考了一下,還是點頭道,“你們把數據資料拿過來我看看,但我不保證能夠解決問題。”
“當然。”
“你幫忙看看就好!”
周剛、邱誌超都鬆了口氣,他們顯得很著急,馬上就送來了一大堆實驗相關的計算內容和計算結果。
實驗數據有各種類型,數據上還有各種各樣的標注。
羅勇軍和孫興利還在張碩的辦公室。
等邱誌超離開以後,羅勇軍忍不住小聲吐槽道,“研究計算問題非要找張碩,數院的計算數學專家這麽多……”
他說著拿起一份資料掃了幾眼,頓時感覺眼花繚亂。
孫興利也看了看,發現自己完全看不懂,主要牽扯一大堆物理參數的內容,一些計算則包括模型,包括分析,要仔細研究才能理清楚。
張碩也拿起資料看了幾眼,他表現的相對好一些,但還是有點後悔接受了這份工作,幹脆建立一個任務查看一下難度——
【任務一】
【研究項目名稱:研究實驗數據的整體偏差問題(難度評估:d)。】
【進度:0.001%。】
“d級?”
“隻需要十點科研幣?”
張碩愣了一下,再仔細看一下資料才明白過來。
這些資料大部分都是介紹和解釋,實際上,牽扯數學內容並不複雜,理清頭緒比研究計算偏差還要難一些。
另外,d級任務也有難度的,就像是做一個前沿性的小分析,想不到怎麽解決研究就是完成不了。
他試著‘氪’了一個幣。
然後,思路清晰起來。
他也明白了具體的解決思路——對數學計算和結果進行對比分析,研究計算偏差不是要重新做一次計算,隻需要整體進行統計就可以。
量子研究所想不到方法,是因為他們深陷在‘實驗中’,總是把數據和實驗掛鉤,而純粹做數學的統計分析並沒有那麽困難。
在氪幣操作以後,張碩繼續研究著資料,也對於內容大致的了解一番。
羅勇軍、孫興利似乎是想幫忙,也一起跟著看了看,還研究著進行了分析,但根本沒什麽頭緒可言。
張碩了解了個大概,開口道,“這些數據資料,想要計算精確的結果很難,但是想要分析偏差卻不難,隻需要進行統計分析就可以了。”
“你看懂了?”
“怎麽做分析?”
孫興利和羅勇軍一起抬起頭。
張碩認真說了起來。
在解釋了一半以後,羅勇軍和孫興利都明白過來,他們隻是在為實驗參數的解釋頭疼,真正觸及到數學問題,發現難度確實不高。
但是,換一個角度思考,能把問題分析的這麽清晰,也是非常有難度的事情。
羅勇軍和孫興利都驚訝的看向了張碩,他們都是第一次看到數據資料,都在苦惱數據的複雜性,結果張碩看了一陣子,就能指出了關鍵問題?
普通人和天才,差距也太大了吧!
張碩一口氣說完了分析方法,甚至說明了接下來的工作,然後道,“羅老師,我覺得你可以做這個。”
“周院士說了,他們會提供一部分經費,做了研究也算是參與項目,你現在手裏沒項目,對吧?”
羅勇軍恍然大悟。
對啊!
他正愁接下來不知道幹什麽呢!
最近羅勇軍正處在迷茫的狀態,他剛完成了蒙日-安培方程的邊界拓展研究,正常流程,下一步就是申請更高級別的項目。
傑青,沒機會了。
到明年,他的年齡就已經超了。
他可以申請一個麵上項目,要麽就加入其他人的研究項目,或者是參與一個大型的研究團隊,等等。
現在做一下量子研究所的高端實驗項目,聽起來似乎也不錯,等於是拓展了自己的領域,最低也能當成個過渡研究。
“伱不做嗎?”羅勇軍都知道該怎麽做,自然有心接下工作,但還是問了一下張碩,畢竟方向是張碩給的。
張碩頓時搖頭,“我已經夠忙了,你要是有進展就和周院士說一下,最差也能拿到一些經費。”
“也許你能進他們的項目組,他們很少缺少計算數學的專家。”
“行吧,那我就試試。”
羅勇軍喜滋滋的答應下來。
等羅勇軍和孫興利離開以後,張碩仔細想了一下,感覺自己好像成了‘二道販子’,周剛院士讓他做的工作轉手就交給了羅勇軍。
如果想在裏麵拿到一些‘提成’,肯定也是可以的。
他搖了搖頭,又研究起了任務問題。
建立任務——
【任務二】
【研究項目名稱:簡化費米子哈伯德模型數值模擬計算(難度評估:b)。”
(任務可提升至a級。)
【進度:0.001%。】
(任務可取消,目前,取消任務需要科研幣數量:0。)
(剩餘進度需要科研幣數量:200。)
“任務可提升至a級?”
張碩看到信息提示愣了一下,仔細思考就明白過來,“應該是牽扯到了費米子哈伯德模型的數學研究吧?”
這就和ns方程的情況類似,研究方向一個是數值法計算、數值模擬,另一個是解的數學性質論證。
後者,難度會非常高。
數值模擬的難度也很高,但簡化數值模擬的計算量相對於數學性質論證就容易太多了。
費米子哈伯德模型的數值模擬難度也非常的高,但隻做‘簡化計算量’的研究,難度就會降低很多。
200點科研幣,是難度評估最低的b級任務了。
張碩仔細考慮了一下,還是決定暫時留下研究任務,一則是研究的難度不高,慢慢來總歸是能完成的。
另外,費米子哈伯德模型牽扯到高溫超導機製,其重要性是毫無疑問的,高溫超導機製的研究領域,過去幾十年時間裏,已經出現了好多個諾貝爾物理學獎獲得者。
高溫超導,是被公認為能讓人類實現新一代科技飛躍的前沿領域。
費米子哈伯德模型數值模擬的計算簡化,但其意義比研究難度重大太多了,簡單來說……
‘性價比’超高!
在關閉任務係統以後,張碩忽然想到了一個重要問題,“量子研究所的項目,是以量子計算的超高效率,對於費米子哈伯德模型進行覆蓋式計算分析。”
“等研究完成,費米子哈伯德模型的數值模擬計算得到了一定程度上的簡化……”
“這會不會影響到量子研究所的項目?”
反過來,研究費米子哈伯德模型,並對其進行詳細的解析,也就能更加理解高溫超導的物理機製。
這就是以數學來研究物理的過程。
按照數學家的思維方式,會下意識的去思考簡化數學模型,又或是研究簡化數值模擬計算,來讓研究實現更容易。
譚友銘、羅勇軍再包括孫興利,都覺得張碩問的問題很正常。
模型複雜,就研究!
計算量龐大,就簡化!
邱誌超和周剛就是另外一種看法了。量子計算技術發展到現在已經進入到第二階段,也就是依靠量子計算來針對性解決計算需求單一、計算量龐大的學術科研問題。
費米子哈伯德模型,就是量子計算研究解決的經典問題之一。
這個問題關聯高溫超導機製,對於應用科技發展有著非常重要的意義。
所以,他們才會做研究。
他們的研究方向就是以量子計算來完成費米子哈伯德模型的分析模擬。
如果是以數學的方式去解決費米子哈伯德模型問題,還需要量子計算幹什麽?他們也根本不需要做這個研究了!
這就是雙方思維上的矛盾之處。
當然了,張碩的問話一點問題都沒有,要找問題也就是‘費米子哈伯德模型已經是高溫超導機製中最簡化的模型’、‘到目前,還沒有相關的研究進展’。
但是,科研研究本來就具有前沿、創新的特性,任何一項突破性科學研究都可以說‘前人沒有做過’,問題也就不是問題了。
邱誌剛和周剛一時間不知道該怎麽迴答。
他們沉默了好半天。
邱誌超輕咳了一聲,開口道,“你說的也是可行方法之一,但我們的研究是以量子計算技術來解析費米子哈伯德模型,當然,隻是研究的一部分……”
他幹脆直接說起碰到的問題。
‘光晶格實現費米子單帶超流’,聽起來是非常複雜的,實際上,可以簡單理解為‘超導狀態的電子運動模擬’。
電子,就是一種費米子,超流和超導是類似的狀態。
費米子單帶超流,也就是實現讓電子進行類似於超導狀態的流動。
光晶格,說的是‘三維原子光學晶格’,是通過一係列強光的幹涉製造出的特殊低溫晶格環境,特殊低溫晶格環境可以把‘原子’囚禁,來模擬高溫超導材料達到超導時的特殊環境狀態。
所以研究可以簡單理解為以量子技術來模擬超導電子運動,從而對於超導電子運動狀態實現更精準的量子計算。
這個研究的難度是非常高的,主實驗暫時隻存在於理論中,要實現主實驗,需要製造非常特殊的環境,並進行非常精細的設計。
設計,就需要一個個附帶實驗,得到一係列數據來分析了。
比如,空間強度分布均勻的光晶格係統的構建,本身就是大問題。
比如,溫度降到低於奈爾溫度,才能激發出反磁性相變,溫度控製也是問題。
比如,還要發展新型測量手段,對量子模擬器實現的狀態進行精確表征。
另外,理論支持不完善,導致附帶實驗的研究上有缺失。
等等。
這些都是要解決的問題。
他們的主思路是進行更多的實驗,來計算出主實驗的需求。
“我們的主要問題是,不知道所做的實驗計算偏差有多大。”
周剛認真說道,“如果偏差比較大,方向就是錯誤的,我們必須要了解整體上偏差,才能進行下一步的實驗和研究思考。”
說到這裏,所有人都明白過來。
周剛則是表態說道,“張教授,在計算數學上,你是最頂級的專家。”
“我們想讓你幫我們看看數據,如果能解決這個問題,需要什麽,我們就提供什麽。”
“好吧。”
張碩仔細思考了一下,還是點頭道,“你們把數據資料拿過來我看看,但我不保證能夠解決問題。”
“當然。”
“你幫忙看看就好!”
周剛、邱誌超都鬆了口氣,他們顯得很著急,馬上就送來了一大堆實驗相關的計算內容和計算結果。
實驗數據有各種類型,數據上還有各種各樣的標注。
羅勇軍和孫興利還在張碩的辦公室。
等邱誌超離開以後,羅勇軍忍不住小聲吐槽道,“研究計算問題非要找張碩,數院的計算數學專家這麽多……”
他說著拿起一份資料掃了幾眼,頓時感覺眼花繚亂。
孫興利也看了看,發現自己完全看不懂,主要牽扯一大堆物理參數的內容,一些計算則包括模型,包括分析,要仔細研究才能理清楚。
張碩也拿起資料看了幾眼,他表現的相對好一些,但還是有點後悔接受了這份工作,幹脆建立一個任務查看一下難度——
【任務一】
【研究項目名稱:研究實驗數據的整體偏差問題(難度評估:d)。】
【進度:0.001%。】
“d級?”
“隻需要十點科研幣?”
張碩愣了一下,再仔細看一下資料才明白過來。
這些資料大部分都是介紹和解釋,實際上,牽扯數學內容並不複雜,理清頭緒比研究計算偏差還要難一些。
另外,d級任務也有難度的,就像是做一個前沿性的小分析,想不到怎麽解決研究就是完成不了。
他試著‘氪’了一個幣。
然後,思路清晰起來。
他也明白了具體的解決思路——對數學計算和結果進行對比分析,研究計算偏差不是要重新做一次計算,隻需要整體進行統計就可以。
量子研究所想不到方法,是因為他們深陷在‘實驗中’,總是把數據和實驗掛鉤,而純粹做數學的統計分析並沒有那麽困難。
在氪幣操作以後,張碩繼續研究著資料,也對於內容大致的了解一番。
羅勇軍、孫興利似乎是想幫忙,也一起跟著看了看,還研究著進行了分析,但根本沒什麽頭緒可言。
張碩了解了個大概,開口道,“這些數據資料,想要計算精確的結果很難,但是想要分析偏差卻不難,隻需要進行統計分析就可以了。”
“你看懂了?”
“怎麽做分析?”
孫興利和羅勇軍一起抬起頭。
張碩認真說了起來。
在解釋了一半以後,羅勇軍和孫興利都明白過來,他們隻是在為實驗參數的解釋頭疼,真正觸及到數學問題,發現難度確實不高。
但是,換一個角度思考,能把問題分析的這麽清晰,也是非常有難度的事情。
羅勇軍和孫興利都驚訝的看向了張碩,他們都是第一次看到數據資料,都在苦惱數據的複雜性,結果張碩看了一陣子,就能指出了關鍵問題?
普通人和天才,差距也太大了吧!
張碩一口氣說完了分析方法,甚至說明了接下來的工作,然後道,“羅老師,我覺得你可以做這個。”
“周院士說了,他們會提供一部分經費,做了研究也算是參與項目,你現在手裏沒項目,對吧?”
羅勇軍恍然大悟。
對啊!
他正愁接下來不知道幹什麽呢!
最近羅勇軍正處在迷茫的狀態,他剛完成了蒙日-安培方程的邊界拓展研究,正常流程,下一步就是申請更高級別的項目。
傑青,沒機會了。
到明年,他的年齡就已經超了。
他可以申請一個麵上項目,要麽就加入其他人的研究項目,或者是參與一個大型的研究團隊,等等。
現在做一下量子研究所的高端實驗項目,聽起來似乎也不錯,等於是拓展了自己的領域,最低也能當成個過渡研究。
“伱不做嗎?”羅勇軍都知道該怎麽做,自然有心接下工作,但還是問了一下張碩,畢竟方向是張碩給的。
張碩頓時搖頭,“我已經夠忙了,你要是有進展就和周院士說一下,最差也能拿到一些經費。”
“也許你能進他們的項目組,他們很少缺少計算數學的專家。”
“行吧,那我就試試。”
羅勇軍喜滋滋的答應下來。
等羅勇軍和孫興利離開以後,張碩仔細想了一下,感覺自己好像成了‘二道販子’,周剛院士讓他做的工作轉手就交給了羅勇軍。
如果想在裏麵拿到一些‘提成’,肯定也是可以的。
他搖了搖頭,又研究起了任務問題。
建立任務——
【任務二】
【研究項目名稱:簡化費米子哈伯德模型數值模擬計算(難度評估:b)。”
(任務可提升至a級。)
【進度:0.001%。】
(任務可取消,目前,取消任務需要科研幣數量:0。)
(剩餘進度需要科研幣數量:200。)
“任務可提升至a級?”
張碩看到信息提示愣了一下,仔細思考就明白過來,“應該是牽扯到了費米子哈伯德模型的數學研究吧?”
這就和ns方程的情況類似,研究方向一個是數值法計算、數值模擬,另一個是解的數學性質論證。
後者,難度會非常高。
數值模擬的難度也很高,但簡化數值模擬的計算量相對於數學性質論證就容易太多了。
費米子哈伯德模型的數值模擬難度也非常的高,但隻做‘簡化計算量’的研究,難度就會降低很多。
200點科研幣,是難度評估最低的b級任務了。
張碩仔細考慮了一下,還是決定暫時留下研究任務,一則是研究的難度不高,慢慢來總歸是能完成的。
另外,費米子哈伯德模型牽扯到高溫超導機製,其重要性是毫無疑問的,高溫超導機製的研究領域,過去幾十年時間裏,已經出現了好多個諾貝爾物理學獎獲得者。
高溫超導,是被公認為能讓人類實現新一代科技飛躍的前沿領域。
費米子哈伯德模型數值模擬的計算簡化,但其意義比研究難度重大太多了,簡單來說……
‘性價比’超高!
在關閉任務係統以後,張碩忽然想到了一個重要問題,“量子研究所的項目,是以量子計算的超高效率,對於費米子哈伯德模型進行覆蓋式計算分析。”
“等研究完成,費米子哈伯德模型的數值模擬計算得到了一定程度上的簡化……”
“這會不會影響到量子研究所的項目?”