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第544章 计算机学部的方向(万字)(5/10)


    至於原因,那是出在量子比特身上。

    因为叠加态是非常脆弱的,温度稍微有一丝的波动,或者有一个多余的电磁脉冲,甚至材料里的一个原子级别的缺陷,都可以让叠加态坍塌。

    这样量子信息也就会随之丢失。

    这个过程叫做退相干。

    所以为了对抗退相干,就需要用大量的物理量子比特去保护少量的逻辑量子比特。

    按照目前的理论估算的话,造出一个可靠的逻辑比特,大约需要 1000个物理比特。

    而一台真正能够解决实际问题的通用量子计算机,至少需要几百万个物理比特稳定运行。

    现在全世界最好的原型机,也就刚刚摸到 100出头。

    从 100到 100万,这就是量子计算机前面要走的路。

    陆炳钧继续说道。

    “其实我最开始也没有往这个方向想的,毕竟这太困难了。”

    “但是……我没想到咱们所的材料学部这麽强。”

    “所以我就定下了这个方向。”

    超导量子比特的结构其实很简单。

    就是一个小圈超导电路,中间嵌了一个约瑟夫森结。

    约瑟夫森结就是两片超导金属夹着一层只有几纳米厚的绝缘氧化层。

    量子的信息就存在这圈电路的震荡里。

    而这层氧化层就是整个比特最脆弱的地方

    氧化层里哪怕多出一个原子级别的缺陷,它都会吸收量子比特的能量,加速退相干。

    还有金属表面如果附着着杂质,也是一样的。

    所以量子比特能活多久,取决於材料做的有多干净。

    之前有一个团队做过一个实验,他们把量子比特的电极材料从铝换成了钽。

    工艺流程和电路设计都不变。

    结果量子比特的相干时间直接就翻了好几倍。

    换句话说量子计算机到底能走多远?很大程度上取决於材料学能走多远。

    听陆炳钧这麽一说,李东也觉得量子计算机确实很适合他的研究所。

    毕竟他手上有一部分超导材料的配对规律,还有那块在干冰温区就能超导的 202k材料。

    不过这个材料倒是做不了量子比特。

    很多人以为,既然有了临界温度 200多 k的高超的材料。

    那量子计算机应该就不用再跟零下 273度较劲了吧?

    但其实并不是这样的。

    量子计算机之所以要泡在稀释制冷机里,不是因为材料那麽冷才能够超导。

    而是因为量子比特它本身就需要那麽冷才能工作。

    毕竟量子比特的能级间距很小,环境温度只要稍微高一点,热噪音就会把量子的信息完全淹没掉。

    所以你不管用什麽超导材料,机器都得冷却到毫开量级。

    因此,真正决定材料能不能用的,是它本身够不够干净,可不可控。

    而现有的高温超导材料,它的能隙结构里天生带着节点,杂质和缺陷很难真正的清除。

    做出来的约瑟夫森结质量根本就上不去。

    不过,这倒难不到李东

    因为他之前思维沙盘模拟的材料里,就有一块废料恰好能用。

    那块废料,也是一块常压下就能超导的材料,但它的临界温度只有 42k。

    当时李东直接把它给淘汰掉了。

    而现在,要是把它放在量子电路里,这块废料就是最合-->>

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