В области квантовых вычислений, которые исследуют тайны микроскопического мира, любое незначительное вмешательство в экспериментальную среду может привести к огромному отклонению в результатах вычислений. Гранитное основание, обладающее выдающимися характеристиками, стало незаменимым ключевым компонентом в лабораториях квантовых вычислений, принципиально гарантируя точность и стабильность экспериментов.
Абсолютная стабильность: неприступная стена против внешних помех
Квантовые вычисления основаны на хрупких квантовых состояниях кубитов, а внешние вибрации, изменения температуры или даже колебания электромагнитных полей могут вызвать коллапс квантовых состояний, делая результаты расчетов недействительными. Гранит, как натуральный плотный камень, имеет чрезвычайно низкий коэффициент теплового расширения, всего (4-8) × 10⁻⁶/℃. Когда температура лабораторной среды колеблется, его размер почти не меняется, обеспечивая стабильную опорную основу для квантового вычислительного оборудования. Между тем, уникальная внутренняя кристаллическая структура гранита наделяет его превосходными характеристиками демпфирования с коэффициентом демпфирования до 0,05-0,1. Он может ослабить более 90% энергии вибрации, передаваемой извне, в течение 0,3 секунды, эффективно изолируя вибрационные помехи, создаваемые работой оборудования и перемещением персонала по лаборатории, гарантируя, что кубиты сохраняют свое квантовое состояние в стабильной среде.
Точность отсчета: «Якорь», гарантирующий точность измерений
В экспериментах по квантовым вычислениям точное измерение состояния кубитов является ключом к получению эффективных вычислительных результатов. Гранитное основание прошло сверхточную обработку, с контролируемой плоскостностью в пределах ±0,1 мкм/м и шероховатостью поверхности Ra≤0,02 мкм. Оно обеспечивает почти идеальную установочную точку отсчета для высокоточных датчиков, лазерных интерферометров и других измерительных приборов в квантовых вычислительных устройствах. Эта высокоточная опорная плоскость может гарантировать, что относительные положения между приборами всегда остаются точными, избегая ошибок измерения, вызванных неровными или деформированными основаниями, тем самым повышая точность и надежность экспериментальных данных квантовых вычислений.
Изоляция и антимагнитность: «Барьер безопасности», защищающий квантовые состояния
Кубиты очень восприимчивы к помехам от электромагнитных полей, а традиционные металлические основания могут генерировать явления электромагнитной индукции или статического электричества, влияющие на стабильность квантовых вычислений. Гранит — неметаллический материал с естественными изоляционными и антимагнетическими свойствами. Он не взаимодействует с окружающими электромагнитными полями, а также не генерирует статическое электричество, притягивающее пыль или мешающее работе оборудования. Эта особенность создает чистую электромагнитную среду для квантовых вычислительных устройств, позволяя кубитам выполнять операции без помех и эффективно снижая частоту ошибок вычислений.
Прочность и надежность: «надежная основа» для долговременной стабильной работы
Эксперименты с квантовыми вычислениями часто требуют непрерывной работы в течение длительного времени, а требования к долговечности опорной базы экспериментального оборудования чрезвычайно высоки. Гранит обладает высокой твердостью и сильной износостойкостью, с твердостью по шкале Мооса от 6 до 7. При длительной нагрузке квантового вычислительного оборудования и частых операциях по отладке оборудования он не подвержен износу и деформации. Между тем, он обладает стабильными химическими свойствами, устойчив к кислотной и щелочной коррозии, может адаптироваться к различным химическим реагентным средам в лаборатории и имеет срок службы в несколько десятилетий, обеспечивая долгосрочную стабильную и надежную поддержку и гарантию для лабораторий квантовых вычислений.
В области передовых технологий квантовых вычислений гранитные основания, обладающие такими характеристиками, как стабильность, точность, изоляция и долговечность, стали основными элементами для создания высокоточных экспериментальных сред. С непрерывным развитием технологии квантовых вычислений гранитное основание будет продолжать играть незаменимую и важную роль в содействии исследованиям и применению квантовых вычислений.
Время публикации: 24 мая 2025 г.