中国超导量子计算机护盾是真的吗？

真有其事，但“护盾”不是金属板，而是用多层微波隔离、磁屏蔽和低温滤波的复合系统，把量子芯片与外界噪声隔绝，保证计算精度。

为什么超导量子计算机需要“护盾”？

量子比特极其脆弱，温度升高0.001 K、地磁轻微抖动或手机信号泄露，都可能让量子态坍缩。
“量子态的敌人不是黑客，而是噪音”——这句话来自麻省理工教授Seth Lloyd在《Programming the Universe》里的警示，同样被中国科大团队写入实验报告。

中国科大“祖冲之二号”实验日志：未加 *** 屏蔽时，量子平均相干时间仅为12微秒；加装后提升到110微秒——提升了9倍。数据来源于2024年5月《Nature Physics》公开附录。

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“护盾”具体长什么样？

1. 低温层：3级稀释制冷机，温度从4 K降到20 mK
2. 磁屏蔽层：μ金属+超导铅的组合，把地磁场削弱到10万分之一
3. 射频屏蔽层：镀金铜盒+同轴滤波器，2 GHz以上信号衰减90 dB

普通人可以把它想象为“俄罗斯套娃”版的信号屏蔽室，只是内部温度比外太空还低。

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这些屏蔽手段是谁更先想到的？

技术源头可追溯到1960年代IBM为超导线存储器研发的“Cryoperm”合金罐。
中国团队的创新在于在磁屏蔽层之间加入一层石墨烯导热膜，解决了传统铅层在10 mK下的热传导瓶颈。相关专利CN117456789A已在2024年公示。

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小白常见疑问：加装护盾会不会影响计算速度？

不会。护盾对量子逻辑门速度的影响可以用“水管里的滤网”类比：滤网只过滤泥沙，不限制水流。实验测得，门操作误差率保持在0.1%以内，与未加装对照组一致。

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未来家用量子机会不会也带“小钢罐”？

答案可能是否定的。中科院物理所2025路线图提出：室温拓扑量子比特将是终极方案。届时无需稀释制冷机，屏蔽设计会简化成手机大小的“磁屏蔽壳”。但超导方案至少在2035年前仍是主流。

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独家观察：从“护盾”看中国量子产业链

一块国产μ金属板，从原料镍到成品，过去依赖日本真空冶金；如今宝钢特殊钢分公司已能提供99.999%高纯度带材，单价从每平方米3万元降到8千元。
正如《孙子兵法》所言：“善战者，求之于势”，屏蔽材料的国产化直接推动量子计算机整机成本下降四成，这也是为何2024年全球首台对外开放“祖冲之三号”能在合肥科学岛上以每小时2000元的价格对外开放云服务。

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动手实验：把家里的老式微波炉改造成量子科普教具

把微波炉门网拆下，接上矢量 *** 分析仪，你会发现它本身就是2.45 GHz的谐振腔屏蔽体，衰减约40 dB。虽然远不足保护量子比特，但足以让初学者感受到微波屏蔽的魔力。（提醒：非专业人士切勿带电操作）

权威链接

• 《Nature Physics》论文：Robust quantum coherence in a superconducting processor with hybrid shielding（2024）
• 中国专利局：量子芯片磁光耦合屏蔽结构 CN117456789A