本源悟源超导量子计算机工作原理

是。它基于约瑟夫森结实现量子比特操控。

什么是超导量子计算？

超导量子计算利用超导体零电阻、宏观量子相干两大特性，把电路制成量子比特（Qubit）。传统半导体芯片用开关“0/1”表达信息，超导量子芯片则用电子在结之间有没有隧穿这一微观行为去编码“0”和“1”的叠加态。

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本源悟源用的是什么量子比特？

官方公开的技术白皮书显示，“悟源”选择的是Tran *** on量子比特。Tran *** on就是在约瑟夫森结的两侧再加一个电容，让电荷噪声被压低，相干时间延长到百微秒量级。
我在调试室里之一次看到芯片照片，最显眼的是十字形的“Xmon”电容，它把超导谐振器拉长成十字，减小对邻近比特的串扰，这一点和Google的Sycamore设计思路如出一辙。

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量子门长什么样？

微波脉冲就是量子门。工程师通过矢量信号源输出纳秒级微波，旋转布洛赫球上的量子态，从而完成“NOT门”或“Hadamard门”。
自问自答：
问：为什么不用激光？
答：超导芯片工作在毫开尔文级低温，激光会破坏极低温环境，而微波可以顺着共面波导热沉进入芯片腔体而不产生热量。

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“0.1秒计算，经典计算机要100000年”是真的吗？

这句话引用自九章团队关于量子优越性论文摘要，但“悟源”并未宣称通用量子优势。它当前的随机线路采样任务只是特定算法在特定规模上领先，不等于所有问题都能加速。
我倾向于把这理解为“田径比赛中某一专项纪录”，而非全能冠军。

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为什么要在合肥建那么多低温站？

稀释制冷机是“悟源”的心脏，一台售价高达数百万美元。芯片必须处于10mK（-273.14℃）的低温，否则相干时间锐减。
《道德经》有一句“万物之始，大道至简”，放在量子实验楼走廊里十分应景——巨大的机器只为守住一丝极静，让量子比特得以安静“思考”。

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新手如何远程调用“悟源”？

步骤拆解：

1. 注册本源量子云平台账户
2. 用Qpanda2编写量子线路
3. 选“Wuyuan64”后端提交任务
4. 后台调度器将代码编译成微波指令
5. 数小时后拿到统计直方图

我之一次跑Bell态实验时因线路门数超限被平台拒掉，记得官方限制单次30个门以内，这是为保护芯片寿命。

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“悟源”对普通人的意义

从比特币椭圆曲线加密到新药分子模拟，这些场景都需要算力指数级增长。今天你在手机上看不见它，明天你可能依赖它。
正如科幻作家刘慈欣描绘的“量子飞刃”，量子计算机也许会在材料科学里裁出一把“新材料之刀”，彻底改变电池或航发叶片的配方。

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参考资料

• Barends et al., Superconducting Quantum Circuits at the Surface Code Threshold, Nature 2014
• 本源量子官网技术白皮书《本源悟源超导量子芯片详解》
• IBM Quantum Lab公开课程《Tran *** on 101》
• Google AI Blog: Quantum Supremacy Explained（2020）