目录
1,光量子计算机和超导量子计算机有什么区别?
区别如下: 光量子计算技术 是将光子当成量子比特。光子有三个性质可以构成量子状态:自旋、偏振(polarization)和路径(path)。路径是指光子经光子分离器(photon splitter)后因为量子机率的特性可能由不同方向行进,特别是在量子通讯和量子计算中的光源都是单光子。单一光子采取路径A就不会再走路径B,反之亦然。然而在未量测之前我们无法得知光子采取哪一条路径,这就是两种状态的叠加。 光量子技术具有量子比特相干时间长、操控简单、与光纤和集成光学技术相容,拓展性好。劣势就在于很难小型化,量子比特之间逻辑操作困难,无法进行编程。从这一点上来看,光量子技术难以发展为通用量子计算机。 超导量子计算技术 可以用超导体的电荷、相位和磁通量三种方式来形成量子比特,目前普遍用电荷(叫transmon)的方式,IBM与Google的53位比特量子计算机皆采取此种技术。而国内中科院、中科大、本源量子、浙江大学等在此技术上均有布局。 超导量子技术的优势在于量子比特可控性强、拓展性良好、可依托现有成熟的集成电路工艺。但劣势也很明显,为了保障退相干时间,超导量子比特必须在接近绝对零度的真空环境下运行。这不仅要求超导体系必须要有强大的低温制冷系统,还在一定程度上限制了量比特的拓展。
2,什么是超导计算机?
超导计算机是指使用超导元件器件制造的计算机。所谓超导,就是指有些物质在接近绝对零度(-273.15℃)时,电流流动时电阻消失了。制造超导计算机要用约瑟夫森器件。这种计算机将在21世纪得到广泛应用。 1957年,巴丁、库珀、施里弗三人创立了“BCS理论”,获诺贝尔物理学奖。皮帕德教授认为超导方面再没有什么难题要研究了,于是给学生出个演习题做做。先是交给一个女研究生,她认为问题太深奥,而没有做。于是剑桥大桥的另一名研究生——21岁的约瑟夫森就专心致志地破解这道难题。约瑟夫森小心翼翼地进行解算推导,可是结果和已有的结论不一样,他感到大惑不解。他老是想:这大概是什么地方没有弄对。他的导师皮帕德名声显赫,没有时间和他研究。很凑巧,美国贝尔电话研究所研究员安德森博来剑桥大学担任客座教授。约瑟夫森向安德森请教,在安德森的支持下,在导师的同意下,于1962年把他的理论发表了。一年之后,这一理论被别人用实验证实。后来,这一现象叫约瑟夫森现象。1973年,约瑟夫森因这一发现而获诺贝尔物理学奖。 约瑟夫森提出的超导隧道效应原理是这样的:由超导体绝缘体-超导体组成的器件,当两端加电压时,电子便会像通过隧道一样畅通无阻地从绝缘介质量中穿过去,形成微小电流,而这器件两端是无电压降的。这种器件被称为约瑟夫森器件。 用约瑟夫森器件制成的计算机,称为约瑟夫森计算机,也就是超导计算机。这种计算机与其他计算机相比具有很多优点,比如说,耗电低,速度快等。所以国外许多公司和机构竞相研究这种计算机。日本电器技术研究所研制成功世界上第一台完善的超导计算机。它采用了四个约瑟夫森大规模集成电路,每个集成电路芯片体积只有3~5立方毫米大小,每个芯片上有上千个约瑟夫森元件。 目前,虽已建成了完善的超导计算机,但由于超导技术发展的制约,超导计算机目前还不能在实际工作中大量应用。
3,超导体计算机
超导计算机并不是大~~就和我们一般用的计算机那么?
导计算机是利用超导技术生产的计算机及其部件,其性能是目前电子计算机无法相比的。目前制成的超导开关器件的开关速度,已达到几微微秒(0.000000000001秒)的高水平。这是当今所有电子、半导体、光电器件都无法比拟的,比集成电路要快几百倍。超导计算机运算速度比现在的电子计算机快100倍,而电能消耗仅是电子计算机的千分之一。如果目前一台大中型计算机,每小时耗电10千瓦,那么,同样一台的超导计算机只需一节干电池就可以工作了。
什么是超导?这是一个迷人的自然现象,在1911年,被荷兰物理学家昂内斯发现。有一些材料,当它们冷却到接近零下273.15摄氏度时,会失去电阻,流入它们中的电流会畅通无阻,不会白白消耗掉。这种情况,好比一群人拥入广场,如果大家不听招呼、各行其是,就会造成相互碰撞,使得行进受阻;但如果有人喊口令,大家服从命令听指挥,列队前进,就能顺利进入广场,超导体的情况就像这样。
可是,超导现象发现以后,超导研究进展一直不快,因为,它可望而不可及。实现超导的温度太低,要制造出这种低温,消耗的电能远远超过超导节省的电能。在80年代后期,情况发生了逆转。科学家取消了休假,把帆布床搬进实验室,研究超导热突然席卷全世界。科学家发现了一种陶瓷合金在零下238摄氏度时,出现了超导现象。我国物理学家找到一种材料,在零下141摄氏度出现超导现象。目前,科学家还在为此奋斗,企图寻找出一种“高温”超导材料,甚至一种室温超导材料。一旦这些材料找到后,人们可以利用它制成超导开关器件和超导存贮器,再利用这些器件制成超导计算机。
目前制造超导计算机,还有许多技术上的问题,但到21世纪,这些问题肯定会被科学家们攻克,随之,超导计算机也会问世了。
打字不易,如满意,望采纳。