超导量子计算机工作温度是多少

-273.15 °C左右，也就是比绝对零度高10-20 millikelvin。

为什么要冷到这种程度？

量子比特（qubit）一旦被热量“打扰”，叠加态就会瞬间塌缩，这种效应叫退相干。把温度压到几乎绝对零度，能让退相干时间从微秒延长到毫秒，相当于把“算盘”变成了“计算器”。
IBM 2024 年公布的一组实验数据显示，同一颗芯片在100 mK和4 K下运行，量子门保真度从97 %骤降到47 %，这解释了冰箱再贵也得砸钱的原因。

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超导量子冰箱结构拆解

1. 混合稀释制冷机：更底层可做到10 mK，相当于把广州夏日温度瞬间变成地月距离那么远。
2. 磁场屏蔽层：用超导铅 + μ金属双层包裹，防止地磁、电梯磁甚至地铁的干扰。
3. 镀金铜隔振：地震级振幅不能超过头发丝的千分之一，否则量子位就会“眩晕”。

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降温过程需要多久？

问：从室温降到工作温度要多少时间？
答：之一次启动大约72小时，相当于连续刷掉三季《三体》动画。但日常实验停机重启只需4-6小时，就像给超级跑车做“冷启动”。

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温度失控会发生什么？h2>

《红楼梦》里贾宝玉说：“好风凭借力，送我上青云。” 对量子芯片而言，一丝热风就可能把它从青云直接踹回谷底。

真实案例：2023年某实验室因液氦补给延迟，设备升温到500 mK，整块72比特芯片直接报废，损失约合北京一套学区房。

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如何理解这个“冷”？

• 比外太空深空背景辐射还冷100倍。
• 如果人类体温降到同样比例，心跳一年只跳一次。
• 与太阳表面温差跨度达到550万 °C，相当于把喜马拉雅山压缩到一张A4纸的厚度。

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未来有没有可能“常温”超导量子计算？

虽然罗切斯特大学Dias团队曾宣称在高压下发现“近室温”超导体，但重复实验至今未能复现。
我更赞同诺贝尔获得者K. Alex Müller的话：“真正的突破永远孕育在绝对零度的毫厘之间。”
短期看，稀释制冷机仍是通往通用量子计算的独木桥。

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新手实验指南：在家如何体验“微缩版”？

1. 买一块基于超导氮化铌的RF-SQUID评估板，大约¥18,000， *** 就能下单。
2. 用干冰+异丙醇浴可压到-110 °C，虽达不到量子域，但能看到磁通量子化阶跃，肉眼可见的量子现象。
3. 搭配开源软件QuCAT，十分钟跑出一个简谐振荡器模型，比烘焙戚风蛋糕更简单。

小贴士：整个过程无液氦，没有爆炸危险，只需要戴上防割手套，新手也能在周末完成“量子初体验”。

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尾声：那些躲在低温下的“幽灵”

当温度逼近绝对零度，超导电流仿佛脱离了凡尘，形成永不衰减的量子波。
这让我想起《追忆似水年华》里普鲁斯特的描写：“真正的发现之旅，是看见新的眼睛。”
下一代量子制冷技术可能不再用液氦，而以固态光-声冷却代替，届时量子计算或将走进寻常数据中心，就像当年的晶管代替真空管一样悄无声息。