Почему лаборатории квантовых вычислений должны использовать гранитные основания?

В области квантовых вычислений, исследующих тайны микроскопического мира, любое незначительное вмешательство в экспериментальную среду может привести к значительному отклонению результатов вычислений. Гранитное основание, обладая выдающимися характеристиками, стало незаменимым ключевым компонентом в лабораториях квантовых вычислений, обеспечивая фундаментальную точность и стабильность экспериментов.
Абсолютная стабильность: непреодолимая стена против внешних потрясений
Квантовые вычисления основаны на хрупких квантовых состояниях кубитов, и внешние вибрации, изменения температуры или даже флуктуации электромагнитных полей могут вызвать коллапс квантовых состояний, делая результаты вычислений недействительными. Гранит, как природный плотный камень, имеет чрезвычайно низкий коэффициент теплового расширения, всего (4-8) × 10⁻⁶/℃. При колебаниях температуры лабораторной среды его размер практически не меняется, обеспечивая стабильную опору для оборудования квантовых вычислений. Между тем, уникальная внутренняя кристаллическая структура гранита наделяет его превосходными демпфирующими характеристиками с коэффициентом затухания до 0,05-0,1. Он может ослабить более 90% энергии вибрации, передаваемой извне, в течение 0,3 секунды, эффективно изолируя вибрационные помехи, возникающие при работе оборудования и перемещении персонала по лаборатории, гарантируя, что кубиты сохраняют свое квантовое состояние в стабильной среде.

прецизионный гранит37
Эталон точности: «Якорь», обеспечивающий точность измерений
В экспериментах с квантовыми вычислениями точное измерение состояния кубитов является ключом к получению эффективных результатов. Гранитное основание прошло сверхточную обработку, обеспечивая плоскостность с точностью ±0,1 мкм/м и шероховатость поверхности Ra≤0,02 мкм. Оно обеспечивает практически идеальную опорную плоскость для установки высокоточных датчиков, лазерных интерферометров и других измерительных приборов в квантовых вычислительных устройствах. Эта высокоточная опорная плоскость гарантирует постоянную точность взаимного расположения приборов, исключая ошибки измерения, вызванные неровностью или деформацией основания, тем самым повышая точность и надёжность экспериментальных данных квантовых вычислений.
Изоляция и антимагнитные свойства: «барьер безопасности», защищающий квантовые состояния
Кубиты крайне 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 антимагнитными свойствами. Он не взаимодействует с окружающими электромагнитными полями, не генерирует статическое электричество, притягивающее пыль и не мешающее работе оборудования. Эта особенность создаёт чистую электромагнитную среду для квантовых вычислительных устройств, позволяя кубитам выполнять операции без помех и эффективно снижая уровень ошибок вычислений.
Прочность и надежность: «надежная основа» для долговременной стабильной работы
Эксперименты с квантовыми вычислениями часто требуют непрерывной работы в течение длительного времени, поэтому требования к прочности опорной поверхности экспериментального оборудования чрезвычайно высоки. Гранит обладает высокой твёрдостью и высокой износостойкостью, твёрдостью по шкале Мооса от 6 до 7. При длительной нагрузке от квантового вычислительного оборудования и частой отладке оборудования он не подвержен износу и деформации. Кроме того, он обладает стабильными химическими свойствами, устойчив к кислотной и щелочной коррозии, может адаптироваться к различным химическим реагентам в лабораторных условиях и имеет срок службы в несколько десятилетий, обеспечивая долгосрочную, стабильную и надёжную поддержку и гарантию для лабораторий квантовых вычислений.
В передовой области квантовых вычислений гранитные основания, обладающие такими характеристиками, как устойчивость, точность, изоляция и долговечность, стали ключевыми элементами для создания высокоточных экспериментальных сред. В условиях непрерывного развития технологий квантовых вычислений гранитные основания будут и впредь играть незаменимую и важную роль в развитии исследований и применения квантовых вычислений.

прецизионный гранит37


Время публикации: 24 мая 2025 г.