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谷歌掌握“量子霸权”?浅谈量子计算机的构成
时间:2020-06-12 20:08点击量:


就在近日,谷歌的研究人员宣布,他们已经实现了所谓的“量子霸权”,这标志着计算机科学迎来了一个重要的里程碑。

量子计算指的是用量子物理学的强大特性执行计算机的运算。而量子计算机最让人期待的用途之一,是它可以用来创造新的化学物质,比如生产氮肥或者高功率电池所需的各种催化剂。

如果说谷歌真的能够达到这一里程碑,标志着科学界朝着量子计算机的实际应用迈出了重要的一步。

你听说过CPU(中央处理器),现在来见识一下QPU,即量子处理器吧。由新创企业Rigetti公司研发的这款计算机的特点是内置镀金的铜质圆盘,上面内嵌的芯片就是这台机器的大脑,其他东西多半是用来保持芯片冷却和稳定的。

在外表像金枪鱼罐头的几台热交换器内部,是所谓的“搅拌舱”,不同形式的液氦——氦-3和氦-4——在里面互相激荡,通过分解和汽化产生热。

这些镀金圆盘把量子计算机像结婚蛋糕一样分隔成为数层。在分隔的冷却层里,温度被降到几近绝对零度。在最低一层,温度又被骤降到0.01K——即达到外层空间温度的几百分之一。

用来传递光量子的同轴缆线所形成的线圈不仅仅是一种装饰。它们的作用是释放机器内部超级冷却所产生的压力。没有这些线圈,缆线就会断裂。

在量子计算机可以运行后,要用五层外壳(如图片顶部所示白色外壳)将其罩住。这些俄罗斯套娃似的外罩的作用是隔热,让机器内部的一切均处于超级冷却和真空状态。