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量子计算机的最大商用限制之一被打破,“热量子比特”正式诞生。

关于量子计算机的工作环境,有一个苛刻的条件——市面上存在的大多数量子计算机,只能在“绝对零度”稍微往上一丢丢的温度(大概几分之一度)下工作。

这意味着企业要支付百万美元制冷费,因为只要把机器连接到传统的电子线路上,就会立即过热。

而今天《自然》杂志刊登的论文指出,针对这个问题,悉尼新南威尔士大学的研究团队找到了一条解决路径。他们与加拿大、芬兰和日本的研究者设计了一种从概念上可以验证的量子处理器单元电池。最大优势,便是不用在低于1/10K的温度下工作。

他们把量子处理器单元芯片安装在硅芯片上,其工作温度比谷歌与IBM 开发的相关芯片要高出1.5Kelvin(开氏度)~15倍,而后者使用的是超导量子比特。

但团队负责人解释,即便工作温度高不少,但温度仍然需要非常低,不过冷却成本只需要几千美元,不用花数百万把芯片冷却到0.1k。

“对于量子计算,我们很难用我们日常的倍数概念来理解它的工作温度。在量子世界中,这种增减是极端的。”

目前,量子计算给我们画的饼比当年人工智能还要大。譬如,假如量子计算机能够正常工作,从制药到搜索算法都会取得比现在多得多的突破。 然而,设计一个可以在真实世界环境中制造和操作的系统,非常难。最大的限制之一,便是制冷。

“想造量子计算机,先学制冷技术”。这是量子计算领域里面一个很流行的段子。

因为每往系统中添加一对量子比特,都会让总热量急剧增长;而增加的热量会打乱先前的一切,导致各种错误。 这就是为何量子计算机的设计与运转需要保持在接近绝对零度的水平。

因此,目前有两个解决问题的方向:要么,把制冷技术提升到极致;要么,让量子位适应热一点的环境。

显然后者对于商用来说,更靠谱一点。

2020-04-16
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