中科院超导量子计算(中科院超导量子计算是什么?)

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中科院超导量子计算是什么?

它是利用超导电路模拟量子比特运算的前沿技术,有望在短时间内解决经典计算机无法完成的复杂问题。

量子计算小白疑问簿

中科院超导量子计算(中科院超导量子计算是什么?)-第1张图片-八三百科
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“真正的科技,是让人感觉不到它的存在却又无处不在。”——凯文·凯利

超导量子比特怎么像硬币?

可以把量子比特想象成“能竖立的硬币”:经典硬币只有正反面,而“竖立的它”既是正面又是反面。给它轻轻一拍,它瞬间坍缩成确定状态——这“拍”在芯片上就是微波脉冲。中科院团队把“硬币”做成铝制谐振器,在极低温下实现“竖立”超过100微秒的寿命,已属世界一流水准。


中科院到底“超”在哪?

材料纯度:所用99.999%高纯铝单晶,杂质少→能隙均匀→相干时间更长
加工工艺:自主研发电子束曝光两步法,把线宽压到20纳米,误差小于1纳米
测控系统:自研20GSa/s采样率ADC,相当于在1秒内拍下200亿张“量子照片”


一台实验冰箱有多大?

3×2×2米的外壳内部藏着6重热屏蔽
①室温热库 ②40K二级冷头 ③4K液氦区域 ④0.1K冷板 ⑤5mK稀释制冷区 ⑥10μK核退磁段
最终给到芯片的环境是“比月球背面的黑夜还冷1000倍”。


未来三年,哪些应用将更先落地?

· 药物筛选:分子势能计算从10年缩到3天
· 交通优化:北上广深机场航班统一排程节省燃油5%
· 新材料发现:超导体临界温度预测准确率提升40%以上


普通人能否参与到量子计算?

当然可以。中科院“量子云”已开放体验(qcloud.iqoqc.cas.cn):

中科院超导量子计算(中科院超导量子计算是什么?)-第2张图片-八三百科
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亲历者视角:我与“夸父一号”的48小时

去年在怀柔实验室蹲守两日,看见“夸父一号”芯片上120个量子比特逐个标定。工程师们像调钢琴:每调好1比特,屏幕上那条概率曲线就像《三体》里的“琴弦”一样颤抖。凌晨四点,第99比特突然信号爆表,众人鼓掌——那是他们连续熬夜的第九天,那一刻比春节的烟火还亮。

“如果我们的科学不足以使人心驰神往,那它就失败了。”——《时间简史》霍金

常见雷区:别让三句流言吓住你

  1. “量子计算会取代手机和笔记本”
    答:它解决的是特定计算,就像你不会用火箭去买菜。
  2. “量子=绝对安全”
    答:量子密钥分发才安全,其它算法仍有漏洞。
  3. “现在投资量子股就能暴富”
    答:国内产业链还未完全商业化,高风险需谨慎。

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