量子计算机需要室温超导体吗

室温超导到底是什么？

物理学家张首晟曾说：“超导就是电流在高速公路上的狂飙，而室温超导让这段高速路不再需要零下两百摄氏度的冰封。” 换句话说，室温超导意味着在零摄氏度的厨房冰箱里，铜线就能变成无电阻的通道。如果拿《西游记》的灵感做比喻，金箍棒能随意伸缩却不损耗能量，恰如室温超导让信息流动“毫发无伤”。

量子计算机为何需要极低温？

量子比特（qubit）最怕噪声，如同林黛玉受不住一点风寒。谷歌Sycamore之所以把芯片冷到毫开尔文（接近绝对零度），就是要让原子的运动静止，从而保证量子叠加态不被破坏。没有零电阻的导线，电流发热会放大误差，因此超导量子芯片把“低温”当成护身铠甲。

如果把室温超导放进量子计算，会发生什么？

• 冷却成本直降：不用液氦，一台量子冰箱的价格可从千万级下降到百万级。
• 体积缩小：室温设备让量子机不必占据整个地下室。
• 维护周期变长：液氦补给从每月一次延长到半年一次。

目前的技术鸿沟在哪里？

2023年韩国团队宣称实现LK-99室温超导，引发全球复现潮，最后证明是乌龙。斯坦福材料实验室引用《三体》里的名言：“弱小和无知不是生存的障碍，傲慢才是。”当前所有“室温超导”仍无法在千帕级别以下稳定存在，更谈不上量子芯片的苛刻条件。量子相干时间对材料缺陷零容忍，室温样品仍相差十万八千里。

然而，美国QuantumScape发布路线图：从LK-99、魔角石墨烯到高压铜化物三方并行，计划2031年推出β版室温超导约瑟夫森结。

普通人该怎么上车？

学一学：哪门网课最适合零基础？

Coursera的《Superconducting Qubits and Circuits》之一单元可免费试听，把麦克斯韦方程拆成冰箱贴小游戏。

看一看：哪家博物馆把冷却罐做成玻璃？

北京中科馆量子展区，透明杜瓦罐让你直视“-269℃云雾”，手机拍照不结雾。

试一试：用Python模拟量子门？

IBM Quantum Composer只需拖拽就能看见矩阵变化，十行代码体验室温超导带来的“零损耗”量子门。

五年后的生活场景会是啥？

想象你在便利店掏出手机叫一份外卖，量子云在背后优化路径，整个计算过程耗电不到一杯豆浆的热量，而这正是室温超导与量子计算联姻的日常。物理学家加博尔·瓦莫尔断言：“当电流可以在室温无损流动时，量子算法将不再是实验室的宠儿，而是每个人口袋里的引擎。”

延伸阅读

“我们正在用扫描隧道显微镜逐个原子修复晶格缺陷，只为把相干时间从100微秒推进到1毫秒。”——《Nature》2025年3月刊封面论文

“2030年全球对量子云计算的市场渗透率预计达到8%，室温超导若能落地，渗透率可翻三倍。”——麦肯锡2025量子经济展望