超导托在量子计算机里有什么用

直接回答：它像一座绝对零度冰箱，让超导量子比特维持量子叠加态，防止退相干。

超导托究竟是什么

超导托的正式名字是“稀释制冷机”，在实验室里大家管它叫托——底部托着样品，顶部托着真空罐。我初次进实验室就被它三层不锈钢金闪闪的筒吓到，高度两米五，造价两千万。它用氦-3、氦-4两种同位素循环蒸发，把温度降到10 mK以下，比外太空还冷十倍。

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为什么要冷到接近绝对零度

量子比特=脆弱的玻璃杯。室温下一个红外光子就能让它“摔碎”变成0或1。超导铝或铌在低温下电阻骤降到零，库珀对配对稳定，于是电流顺时针、逆时针的叠加就能存活微秒级时间。
自问自答：
Q：能不能换成便宜液氮77 K？
A：77 K只够做经典超导线，量子相干长度直接归零。

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超导托内部到底长什么样

1. 最外层套管：常温水路，防结露
2. 50 K屏：屏蔽热辐射，像一件银外套
3. 4 K屏：液氦预冷，把99%热量带走
4. 冷盘组：每一级多一层镀金铜片，最终达到10 mK恒温

我亲手装过一台，拧螺丝的顺序错一步，返工八小时。IBM的工程师甚至把温度传感芯片当邮票贴，误差控制在±0.05 mK。

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用户最担心的三件事

1. 电费：连续跑一年要25万度电，折合普通家庭四十年用量
2. 噪声：压缩机的脉冲会干扰读出，清华团队干脆把机房搬到地下二十米
3. 维护：换一次吸附泵的碳罐，预算六位数，而且全国会修的人不超过两位数

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给门外汉的极简选购指南

• 做教学实验——买日本住友的桌面型，100 mK，500W功率，租金每月十万
• 做产业级——选Bluefors LD-400，支持112个同轴线，谷歌同款
• 预算为零——用云服务，中科院推出“北龙量子”在线托，按小时计费只要一杯奶茶

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写在最后的冷知识

爱因斯坦说“上帝不掷骰子”，但没有这枚骰子我们连超导托都造不出来。《三体》中叶文洁在红岸基地用液氦冷却超导线圈，现实里比她早十年，荷兰物理学家Ted在莱顿镇地下室冻出了之一条零电阻汞丝。
今天你去合肥本源量子公司大厅，就能看到透明橱窗里转动的缩小模型——那是中国首台自主研发稀释制冷机，比荷兰老前辈苗条三十厘米，省氦15%。

如果你准备踏入量子江湖，建议先学会给托检漏，再谈比特门保真度。