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低温与超导电子期刊下载_低温是多少度(2024年11月最新版)

内容来源：安定传媒所属栏目：新闻更新日期：2024-11-29

低温与超导电子期刊

芯片材料有突破革新之旅爬新坡近期，中国科学院上海微系统与信息技术研究所联合外藉科研人士在光芯片材料领域取得了突破性进展，这一成果正式向全世界宣布。由该所研究员欧欣领衔的团队成功开发出钽酸锂异质集成晶圆，并基于这一材料制作出高性能光子芯片。相关研究成果以《可大规模制造的钽酸锂集成光子芯片》为题，发表在顶级科学期刊《自然》上。这一创新成果的核心在于钽酸锂材料的独特优势。钽酸锂不仅具有优异的电光效应，还展现出低损耗和高双折射率的特性。这意味着它可以实现对光波导的超宽频带色散工程，是生成电光频率梳的理想选择，为信息传输打开了前所未有的宽带之门。相较于目前被广泛看好的潜在光子芯片材料铌酸锂，钽酸锂薄膜的制备效率更高、难度更低、成本更低，同时具有强电光调制、弱双折射、更宽的透明窗口、更强的抗光折变等特性，极大扩展了光学设计的自由度。光子芯片，作为未来信息产业的重要基础，以光波为信息载体，能实现低功耗、高带宽、低时延的效果。然而，现阶段的光子芯片受限于材料和技术，面临效率较低、功能单一、成本较高等挑战。欧欣团队的创新之处在于，他们利用“万能离子刀”异质集成技术，在钽酸锂材料表面下约600纳米的位置注入离子，制造出高质量的单晶钽酸锂薄膜，并与硅衬底结合，形成钽酸锂异质集成晶圆。这一技术突破使得钽酸锂光子芯片可以实现低成本和规模化制造，具有极高的应用价值。与传统的电子芯片相比，光子芯片的差异之处主要体现在信息载体和性能优势上。电子芯片以电流为信息载体，而光子芯片则以光波为信息载体。这使得光子芯片在速度、功耗、带宽等方面具有显著优势。具体来说，光子芯片可以实现光信号的传输和处理，具有更高的速度、更低的功耗和更大的带宽，因此被视为下一代信息技术的重要发展方向。此外，钽酸锂光子芯片还展现出在量子计算领域的巨大潜力。对于量子计算而言，如何高效地将微波光子与超导量子比特对接是一大挑战。而钽酸锂凭借其远低于铌酸锂的介电损耗，为单个微波光子的量子转换提供了几乎无与伦比的介质，为解决量子计算机的热瓶颈问题带来了曙光。这一特性使得钽酸锂光子芯片在低温量子、光计算等领域具有广泛的应用前景。这一研究对未来的芯片行业将产生深远的影响。首先，随着全球集成电路产业发展进入“后摩尔时代”，集成电路芯片性能提升的难度和成本越来越高，人们迫切需要寻找新的技术方案。钽酸锂光子芯片的成功研发，为突破这一瓶颈提供了新的可能。其次，随着移动互联网和云计算的发展，光芯片作为实现数据中心内部互联及连接的核心器件，需求不断攀升。钽酸锂光子芯片的规模化制造和低成本优势，将有力推动光芯片市场的增长，进一步加速光通信和光计算技术的发展。最后，钽酸锂光子芯片在量子计算领域的潜在应用，将为未来的信息技术带来革命性的变革。总的来说，中国科学院上海微系统所研究员欧欣领衔的团队在光芯片材料领域的突破性进展，不仅为光子芯片的规模化制造提供了新的可能，还为未来的信息技术发展注入了新的活力。随着钽酸锂光子芯片的进一步研发和应用，我们有理由相信，未来的芯片行业将迎来更加广阔的发展前景。内容来自Al工作室

#术语# 量子计算（下）量子计算[li㠮gz琠j㬳u㠮]（Quantum computation）（下）（接上）发展概念提出量子计算(quantum computation) 的概念最早由阿岗国家实验室的P.Benioff于80年代初期提出，他提出二能阶的量子系统可以用来仿真数字计算；稍后费曼也对这个问题产生兴趣而着手研究，并在1981年于麻省理工学院举行的First Conference on Physics of Computation中给了一场演讲，勾勒出以量子现象实现计算的愿景。1985年，牛津大学的D.Deutsch提出量子图灵机（quantum Turing machine）的概念，量子计算才开始具备了数学的基本型式。然而上述的量子计算研究多半局限于探讨计算的物理本质，还停留在相当抽象的层次，尚未进一步跨入发展算法的阶段。中期发展 1994年，贝尔实验室的应用数学家P.Shor指出 [3]，相对于传统电子计算器，利用量子计算可以在更短的时间内将一个很大的整数分解成质因子的乘积。这个结论开启量子计算的一个新阶段：有别于传统计算法则的量子算法（quantum algorithm）确实有其实用性，绝非科学家口袋中的戏法。自此之后，新的量子算法陆续的被提出来，而物理学家接下来所面临的重要的课题之一，就是如何去建造一部真正的量子计算器，来执行这些量子算法。许多量子系统都曾被点名做为量子计算器的基础架构，例如光子的偏振（photon polarization）、腔量子电动力学(cavity quantum electrodynamics,CQED）、离子阱（ion trap）以及核磁共振（nuclear magnetic resonance,NMR）等等。截止到2017年，考虑到系统的可扩展性和操控精度等因素，离子阱与超导系统走在了其它物理系统的前面。 2019年8月，中国量子计算研究获重要进展：科学家领衔实现高性能单光子源。中科院院士、中国科学技术大学教授潘建伟与陆朝阳、霍永恒等人领衔，和多位国内及德国、丹麦学者合作，在国际上首次提出一种新型理论方案，在窄带和宽带两种微腔上成功实现了确定性偏振、高纯度、高全同性和高效率的单光子源，为光学量子计算机超越经典计算机奠定了重要的科学基础。国际权威学术期刊《自然ⷥ…‰子学》发表了该成果，评价其“解决了一个长期存在的挑战”。 2021年10月，中科院量子信息与量子科技创新研究院科研团队在超导量子和光量子两种系统的量子计算方面取得重要进展，使中国成为世界上唯一在两种物理体系达到“量子计算优越性”里程碑的国家。 2022年3月，量子计算技术创新中心在合肥建立。发展前景量子计算将有可能使计算机的计算能力大大超过今天的计算机，但仍然存在很多障碍。大规模量子计算所存在重要的问题是，如何长时间地保持足够多的量子比特的量子相干性，同时又能够在这个时间段之内做出足够多的具有超高精度的量子逻辑操作。世界上第一台商用量子计算机加拿大量子计算公司D-Wave于2011年5月11日正式发布了全球第一款商用型量子计算机“D-Wave One”，量子电脑的梦想距离我们又近了一大步。D-Wave公司的口号就是——“Yes,you can have one.”。其实早在2007年初，D-Wave公司就展示了全球第一台商用实用型量子计算机“Orion”（猎户座），不过严格来说当时那套系统还算不上真正意义的量子计算机，只是能用一些量子力学方法解决问题的特殊用途机器。通用任务方面还远不是传统硅处理器的对手，而且编程方面也需要重新学习。另外，为尽可能降低qubit的能级，需要利用低温超导状态下的铌产生qubit，D-Wave的工作温度需保持在绝对零度附近（20mK）。量子计算将有可能使计算机的计算能力大大超过今天的计算机，但仍然存在很多障碍。大规模量子计算所存在的一个问题是，提高所需量子装置的准确性有困难。 2017年1月，D-Wave公司推出D-Wave 2000Q，他们声称该系统由2000个qubit构成，可以用于求解最优化、网络安全、机器学习、和采样等问题。对于一些基准问题测试，如最优化问题和基于机器学习的采样问题，D-Wave 2000Q胜过当前高度专业化的算法1000到10000倍。 D-Wave One量子计算机系统与D-Wave公司创始人兼CTO Geordie Rose 中科大首次研制出非局域量子模拟器中国科学技术大学的量子信息重点实验室李传锋教授研究组首次研制出非局域量子模拟器，并且模拟了宇称—时间（Parity-time,PT）世界中的超光速现象。这一实验充分展示了非局域量子模拟器在研究量子物理问题中的重要作用。量子模拟器是解决特定问题的专用量子计算机，这一概念最早由费曼于1981年提出。费曼认为自然界本质上是遵循量子力学的，只有用遵循量子力学的装置，才能更好地模拟它，这个力学装置就是量子模拟器。量子模拟器研究中，人们更多关注的是它的量子加速能力，通常情况下，一个量子模拟器所操控的量子比特数越多，它的运算能力就越强。华为首次曝光量子计算成果 2018年10月12日，华为公布了在量子计算领域的最新进展：量子计算模拟器HiQ云服务平台问世，平台包括HiQ量子计算模拟器与基于模拟器开发的HiQ量子编程框架两个部分，这是这家公司在量子计算基础研究层面迈出的第一步。百度推出百度量子平台 2020年9月15日，“百度世界2020”大会在线上召开，百度研究院量子计算研究所所长段润尧发布了百度量子平台，展示了百度用量脉+量桨+量易伏赋能新基建、追逐“人人皆可量子”的愿景。他介绍，“百度全新发布国内首个云原生量子计算平台量易伏，并全面升级量子脉冲云计算服务系统量脉和量子机器学习开发工具集量桨，通过构建以百度量子平台为核心的量子生态，开启量子时代的大门。” 百度量子平台提供了连接顶层解决方案和底层硬件基础所需的大量软件工具以及接口，百度希望这一平台扮演量子计算时代操作系统的角色，开发者和合作伙伴可以通过这一平台实现量子计算对行业的赋能。量子计算全球开发者平台 2022年1月23日，我国首个量子计算全球开发者平台正式上线。该平台前身为国内首个以“量子计算”为主要特色的双创平台，目前正式升级为2.0版，更新为“量子计算全球开发者平台”，旨在将量子计算全球开发者平台打造成国内首个“经典-量子”协同的量子计算开发和应用示范平台，推进量子计算产业落地。百度正式发布产业级超导量子计算机“乾始” 2022年8月25日，“量见未来”量子开发者大会上，百度正式对外发布其第一台产业级超导量子计算机——“乾始”，集量子硬件、量子软件、量子应用于一体，提供移动端、PC端、云端等在内的全平台使用方式。 2023年1月5日，百度研究院发布2023年十大科技趋势预测，量子计算上榜。研究成果 2023年7月，中国科学家成功实现51个超导量子比特簇态制备和验证，刷新所有量子系统中真纠缠比特数目的世界纪录，并首次演示了基于测量的变分量子算法。 2024年4月25日，北京量子信息科学研究院联合中国科学院物理研究所、清华大学在2024中关村论坛年会开幕式上发布其最新成果“大规模量子云算力集群”。五台百比特规模的新一代量子计算系统，通过与经典计算融合，可以形成集群协同工作。 2024年5月6日，中国科学技术大学（以下简称中国科大）研究团队在京发布新成果。他们将自主研发的“光子盒”排布成阵列，在国际上首次实现了基于光子的分数量子反常霍尔态，为物理学家创造出一种研究分数量子霍尔效应的新平台。相关研究成果近日发表于《科学》。论文通讯作者、中国科大教授潘建伟院士介绍，该成果是量子模拟技术的重要突破，将很快用于模拟量子系统，推动量子物理研究和量子计算的发展。 2024年10月，中国科学技术大学郭光灿院士团队在量子网络领域取得重要进展——基于固态量子存储实现跨越7公里的分布式光量子计算。研究成果发表在国际期刊《自然ⷩ€š讯》上。（完）～阿泳摘录整理自《百度百科》迈也发布

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