雷奕安
北大理泉——量子霸权之威
2023-10-12 09:58
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北大理泉,也就是北大物理学院大院里的量子鬼泉。

物理学院的老楼,即北大物理楼,建于上世纪50年代末,早已不堪重负。物理学院十年前陆续修建了金工楼,物理东楼,物理西楼。其中物理西楼最大,地下三层,地上六层。应该是2010年左右讨论物理西楼规划的时候,我认为应该建设专门的高性能机房,因为计算和信息在社会的发展过程中必然越来越重要。领导从善如流,让我和设计方沟通机房方案。

机房硬件条件还是不错的。地板下沉40厘米,承重每平米1000公斤,面积120平米左右,另加40平米配电房,可以配置大功率UPS,配电总功率达到了430千瓦。

机房被布置在地下二层,有一面墙外面是土。只有一个窗户,外面是下沉两层的天井,里面布置了很多空调外机。我对机房布置在地下并没有什么意见。机房噪音大,需要高功率配电和散热条件。位置低便于散热,也需要跟楼的其它部分隔离开。

机房设计的时候,是根据国家某级机房规范设计的,但没想到以后面临最大的问题,居然是被水淹。

2015年下半年我第一家入住机房,当时学院没有安排人管理机房。因为我要用,以前也长期管过机房,我就临时代管了。结果是一直代管至今。

机房不断有机器入驻,到疫情发生前,已经基本满了,约有三百台服务器(包括刀片)。

入驻当时,就发现南边墙上大块墙皮脱落。是因为上面地下一层的泵房防水不好,渗水入墙,造成墙皮脱落。

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泡水脱落的墙皮

机房入驻后第一个雨季,2016年7月20日下了大暴雨。后勤在维修热力管线时,没有预计到大暴雨的影响,一根中水管因地陷而破裂,高压中水携带大量泥沙冲进了物理西楼,导致地下一、二、三层全部被泥水淹没。那天我在外地,只能匆忙赶回来。回来后,看到满地黄泥,机房下沉地面淹水20厘米,都是黄泥汤。但令人惊奇都是,机房里面的所有设备正常工作,只是地面掀起一些地板,到处黄泥脚印有点乱。这么重大的淹水事故,还是担心跑电,就通知用户把机器关了,把电断了。

配电房更惨,因为没有安装地板,地上堆了一些配件,箱子,暂时拆下来的服务器什么的。黄泥水直接填满了下沉空间,40厘米深。

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被淹的UPS机房,正在抽水,黑色机柜门下面的黄色是淹水痕迹

机房由于设备已经进驻,操作困难。机房面积大,抽水机抽到还有几厘米深就不能抽了,只能用真空吸尘(水)器一桶一桶排,大约倒水100多桶。

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 真空抽水,抽水的时候必须堵死排水孔,抽到进水口位置就不能抽了,只有大半桶

这样的大面积淹黄泥水事故只发生过一次。本来以为这是特殊情况,以后应该不会发生了。但是后来每年机房都会进水,而且每年都是不同的原因。

天井地面比机房地面高,下雨后,天井地下的土被浸透,水会慢慢渗入机房。第一年,也就是2015年,机房与天井之间墙面的防水就返工重新做过了,然而并没有阻止渗水。因此师傅在机房里面,窗户下面靠墙的位置做了一个排水沟,收集渗进来的水,再用管子通到房子中间位置,在墙上打一个洞,排到下面的泵房。这根排水管引起过两次泡水事件,一次是中间漏了,一次是管子被泥沙堵死了。

后来的几年,整个东面的墙不断出现渗水点。机房在地下,除了天井那一小段,墙外是填土。渗水点从低到高,不断涌现。渗水点不断升高,说明每次堵漏工程都是成功的。

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墙边的渗水点,和墙皮脱落后的泥浆

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墙上更高位置的渗水点

墙上的渗水点有的直接泡开墙,有的挖开之后,水汩汩地往外冒。哪里是渗水,根本就是一口泉水。我怀疑外面填土中布置的排水管直接通到墙上,本来应该通到天井中的。也就是设计或者施工把排水管的纵横方向弄错了。后来的几年里,也就是从17年到20年,不断在墙上发现新的泉水口,处理了一批,第二年就会出现一批新的。位置也越来越高。到了2021年,泉眼已经快到房顶。

今年年初,为了彻底解决机房渗水的问题,学院大动作,请防水工程公司挖开墙外的填土,直接挖到地下二层的深度,做了处理。

我对工程的效果将信将疑。以我这些年,每年艰苦抗洪的经历,相信水妖不会那么容易驯服。

今年7月底的大暴雨,预报之后如临大敌,那天晚上住在办公室。夜里觉得有点不对劲,起来一看,发现房间东边的墙角,和西边的门口,都在慢慢进水。我赶紧起来,用毛巾把水吸起来,拧到桶里。干了一个多小时,倒了四五桶水,但发现没有效果,水流越来越大,最后终于东西两股水流胜利会师合龙,淹慢了房间。这可是地下一层。机房还在地下二层。

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7月30日夜间楼道淹水

第二天手臂都酸了。从水流的方向判断,我的办公室地势最低,因为主要来水是从里面两间办公室流出来的,然后从门口流进我的办公室。

第二天上午,物业派来了工作人员和设备,把水排干。但下午水又把几间办公室都淹了。再排,再淹。晚上没人了,回到水漫金山状态。

跑到楼下机房和配电房检查漏水情况,还好墙上没有新的渗水点,但地板下仍然有几厘米深的水。因为以前每次泡水,机房设备都正常运行,我这次甚至都没有发通知。有老师同学向我反映,我就说不影响运行。

配电房的水很深,有二十来厘米,但是很清,不像上次的黄泥水。

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配电房的水

天井旁边地下二层的实验室也有很多进水了,办公室和物业的重点处理他们的问题,暂时顾不上机房。

后来的几天紧急施工堵漏,窗外叮叮当当,办公室墙上的踢脚都敲掉了,抹上了防渗水泥。我办公室墙渗水量一下少多了。但里面的两间办公室似乎效果不大,仍然有大量清水流出。因为我办公室的位置低,所以最终还是淹了我的办公室。这些天,我的办公室们一直开着,便于施工处理。水偶尔会处理一下,但基本上一直泡着。

过了几天,地下一层办公室的水没了。墙外的施工继续进行。8月份整个天井和地下一层办公室墙外都在防水施工,来的人和物资材料都很多,乱糟糟的。

到了9月份,施工结束了。

9月10号又下了几天大雨。不出所料,前一个月热热闹闹的工程没有能够驯服桀骜不驯的泉水。7月份被淹之后,痛定思痛,决定自己抗洪,买了几根浴室用的防水胶条,需要的时候把门口堵上。眼看着楼道里的水向我的办公室袭来,我迅速拿出胶条,看着说明把门口堵上了。虽然还是有少量水渗入(因为门已经泡坏了),但是房间里还是安全了。墙角因为糊了防渗水泥,水也少了很多,用毛巾吸干后可以维持很久。

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胶条把楼道里的水档在外面

这场雨说明了八月份的大工程并没有达到目的,但据说地下二层实验室都没有问题了。我的办公室这次也基本免于被淹。

但是机房却更糟了。九月份这场雨导致地下一层被泡水的时间更长,连续十几天都泡在水里。由于一直泡水,楼板湿透,开始向下面,也就是机房滴水。这是头一次。以前泡楼板下面,从墙上流到地板下面,都不影响机房运行。但是滴水会直接滴到服务器上。我只好一边请被滴服务器的组暂时遮挡一下,一边尽量每天吸干地面积水。积水的房间不是我的办公室,但是开着,我就过几个小时尽量吸干一次。

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每天排干地面积水

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机房楼顶滴水

中秋放假前,一直在施工,不好给他们添乱,都尽量自己处理。配电房外面堆满了工具和材料,机房供电也正常,所以很长时间也没有进去看。到放假前,施工已经结束了,就到处看了一下,发现配电房的水位竟然没有变化。而且因为关着门,湿度非常大,还有好多蚊子。

我从另外一个漏水的网络机房找到一台抽水机,准备把水抽干。操作不太容易,需要自己接出水管和电,喷了一身水,还被咬了几个包。抽水机抽到还剩几公分水深的时候,抽不了了。又搬来以前用过的真空吸尘器,吸了两桶之后,发现吸尘器很不好用,又漏气又漏水,后来放在那里吸了半个小时也吸不了半桶水。

想了一下,决定上网买一个可以抽低水位的小抽水机,慢慢抽。但因为要放长假了,不知道什么时候会寄过来,最后决定打开空调,至少先除一下湿,顺便看看除湿抽水的效果如何。机房地板下面的水一个多月都没有干,所以我估计除湿抽水的效果不会太好。

每天去看水位,效果还不错,三四天天地面就露出来了。由于地面不平,又过了两天,水才基本排干。顺便我记下了地面最低的位置,下次需要抽水的话,就放在那里。但是没有出现预想的盐碱,说明水还是很软,矿化度很低,至少比自来水固体溶解物少。

虽然水已经没有了,但是湿度一直很高,降不下来。想想也合理,因为地板被泡了一个多月,里面肯定泡透了。

既然配电房空调抽湿排水几天就完了,为什么机房地面却一个多月没有干呢?机房空调一直开着的,抽湿能力也更强。这说明一个多月来,渗水一直在持续。渗水停止了,地面才蒸发干。

施工结束了,雨季也结束了。自我代管机房以来,还没有一年没有被泡。明年会怎么样?

机房可以算是物理学院最重要的基础设施了,有三十来个科研组都有服务器放在机房,包括做量子计算的研究组。设备价值高昂。服务器主要承担计算和数据服务,当然都是传统电子计算机。

理泉为什么要主攻物理学院的机房,攻击水平(字面意义,level,elevation)一年比一年高?难道它代表了量子计算?要实现量子霸权?

理泉的攻击策略的确很量子,通过各种途径叠加攻击,主要手段是量子隧穿(quantum tunneling),还有逾渗(percolation)。总能通过看似坚固的各种防线,进入机房,威胁传统计算。

目前为止,雷老师在物业管理公司和同事们的帮助下,抵抗住了理泉超过十轮的进攻,维持机房正常运行。虽然建筑公司已经多次施工补救,而且每次工程都起了作用。但我相信理泉的实力,准备与它长期战斗下去。

其实我很早就提出来根绝理泉的办法,就是在天井及墙外填土中挖井,并适当铺设渗水管,流到井里。控制井的水位,到雨季后提前降低井水水位。这样,即使下大雨,土中水多,也会很快排到井里。随时抽水就行了。土里面没有水,或者很快流走了,就不会不断渗入总有漏洞的防水层。但是打井显然不是建筑公司的专业,而防水是。这就是疏和堵的差别。传统建筑公司对付量子理泉的方式还是太传统了。今年又大堵了一次,我相信明年理泉还会携雨重来。

理泉应全球气候变暖的大势而生,集天地精华,经多年孕育,已悄然崛起,携量子霸权之威攻击雷老师代管的物理学院机房。雷老师受局势所限,不能自主防护,只能被动应对,竟也未失一城。只是我的暑假离京自由都没有了。当年临时起意代管,如今很难放手了。以后气候越来越暖化,北京的地下水位越来越高,理泉会更得势。实在不行,以后我自己挖井斗泉了。

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