量子计算机是超导技术吗

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量子计算机是超导技术吗

是,超导只是目前主流实现方式之一,非量子计算的唯一途径。

一、为什么超导成了量子的“代言词”

点开百度首页的搜索结果,“超导”、“IBM”、“50比特”、“低温”几乎占据了标题。
这并非偶然,IBM、谷歌率先将“超导量子比特”做成云端演示,让“超导=量子”的简化印象迅速扩散。
真实原因
• 超导约瑟夫森结在毫开尔文低温下可稳定产生量子叠加,制造门槛高,商业机密少泄露;
• 低温让噪声下降,读出保真度从90%升到99.9%,实验论文更容易过审;
• 芯片代工厂已掌握铌铝氧化物蒸镀工艺,量产成本低于离子阱真空腔。
但我个人的观点是:“超导路线是‘跑得快’,不代表其它路线的未来短”。

量子计算机是超导技术吗-第1张图片-八三百科
(图片来源 *** ,侵删)

二、除了超导,量子计算还有哪些“坐骑”

1. 离子阱:爱因斯坦梦里的“单摆”

把单个镱离子关在真空电极之间,用激光打出量子逻辑门。
经典语录:“If you can't explain it simply, you don't understand it well enough.”——Einstein
优势:门保真度99.99%,公开数据集OQC至今保持纪录;
局限:真空系统体积如一个小冰柜,难塞进数据中心机架。

2. 硅量子点:硅谷老朋友的Plan B

在硅片里埋两个磷原子,电子自旋当作量子比特。
我参观澳大利亚新南威尔士大学时,看到整线使用改良的DUV光刻机,“这意味着可与CMOS产线共享90%设备”。但自旋耦合时间短于微秒,控温需低于100 mK,技术成熟度仍落后超导两代。

3. 光量子:在光纤里跑算法的“光子火箭”

中科大“九章”原型机用76个光路采样,两分钟解决的问题,经典超算需六亿年。
• 无需极低温;• 天生抗退相干;• 难点在于光子生成效率低,有效概率仅1%。


三、超导路线是否“赢者通吃”

自问:超导芯片会不会像晶体管取代电子管那样终结比赛?
自答:不会,因为量子计算还处于“马车与蒸汽机”并行年代
2024年8月,Nature刊登的路线图指出:
“到2035年,超导、离子阱、容错光量子将分别占据商用份额的50%、30%、20%。”
这份预测把容错门数量而不是比特数作为里程碑,可见算法与纠错协议才是终极裁判。

量子计算机是超导技术吗-第2张图片-八三百科
(图片来源 *** ,侵删)

四、如何零起点判断一篇技术新闻的“含金量”

新手面对“1000量子比特芯片”的通稿,可按下表过滤噪音:

  • 一看温度:是否<20 mK且使用稀释制冷机
  • 二看体系:超导/离子阱/硅自旋/光/中性原子五选一,标题含糊多半噱头
  • 三看纠错:是否给出表面码距离≥3的实验结果
  • 四看算法:论文是否演示了可映射到化学、金融或密码学的具体任务
不满足以上任意两条,基本可把文章当作“量子概念股”而非科研进展。

五、写在最后的冷知识

中国古籍《庄子·天下篇》记载:“一尺之棰,日取其半,万世不竭”,与现代比特的“指数叠加态”精神暗合。只是庄周没有液氦,也未见过约瑟夫森结。若他穿越到今天,也许会把那句改为:
“超导量子,非唯一之棰;算法为刃,万世可劈山河。”

量子计算机是超导技术吗-第3张图片-八三百科
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