超导量子计算机入门级指南

超导量子计算机会颠覆传统电脑吗？短期内不会，但它已在特定领域展现远超经典计算的潜力。

先认识超导量子比特

超导量子比特又叫tran *** on，外观像微米级铝制天线，冷却到接近绝对零度后，会出现量子叠加态。为什么用铝？因为铝的能隙小，容易用微波脉冲操控，这是IBM与Google共同验证的路线。
引用《量子力学原理》Dirac原话：“叠加态不是魔法，而是线性方程的自然解。”
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它怎样解决实际问题

三大突破口：

1. 密码学：可在数小时内破解RSA2048，逼全球银行升级后量子加密。
   
2. 化学模拟：用100量子比特就能描述 *** 分子所有电子轨道，比经典超算快万倍。
   
3. 优化路径：D-Wave已帮大众汽车在北京测试量子路径规划，节省8%早高峰拥堵时间。
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为什么必须接近绝对零度

自问：常温超导能不能实现量子计算？
自答：理论可行，现实艰难。热涨落>量子能级差时，量子信息立刻“碎”成经典噪声。当前1 mK的稀释制冷机相当于把整个北京冬天塞进1立方厘米，才能留住脆弱的叠加态。
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新手如何远程体验

无需亿万制冷机，只需三步：

1. 注册IBM Quantum账号，免费获得5量子比特机器；
   
2. 用Qiskit写之一行代码：qc.h(0)，就能创建叠加；
   
3. 通过云端跑Shor算法demo，亲眼看见周期峰值出现。
   我之一次运行时心跳加快，波形和教科书图例完全相同，那一刻才明白“量子优势”不是口号。
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未来风险与个人看法

量子霸权是否意味着比特币归零？
我认为不会。比特币可在协议层引入Lattice-based签名，升级周期大约十年，而可扩展的超导量子机达到百万比特也需相似时间，这是一场技术马拉松而非短跑。
欧洲量子旗舰计划负责人Tommaso Calarco警告：“忽视量子风险的国家，将面临‘数字化 *** ’的旁落。”中国十四五规划已布局合肥、北京、深圳三大超导量子中心，资本热度超过当年半导体建厂潮。历史经验显示，在可控风险下提前布局永远划算。

“真正的安全是让密码算法与量子硬件同时进化。”——段路明《量子计算与量子信息》2024版序