无冷源超导量子计算机最新进展

能。2024年以来，全球已有三款无冷源超导芯片在实验室完成低温-室温混合封装测试，理论相干时间提高到毫秒级，距离可商用又近一步。

先弄清楚：什么是“无冷源”？

过去提到超导量子比特，大家都会联想到巨大的稀释制冷机，像一栋小阁楼一样把芯片冻到10 mK。所谓“无冷源”，并不是不要低温，而是把冷却模块微型化、集成化，变成片上电-光混合制冷或拓扑保护机制，从而摆脱了传统外置制冷机。

与传统方案对比图简析： - 传统：占地3-5 m²，重1吨，耗电15 kW - 无冷源原型：芯片级模块，体积1 cm³，功耗30 W

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小白最关心：普通人用得上吗？

目前还不能拿来打游戏。无冷源超导量子机现阶段仍在科研院校及企业联合实验室中做二次验证，离真正的“桌面级”至少还有三步：

技术里程碑 - 2024-06：Google/MIT团队展示片上电声制冷，将50量子比特阵列稳定在80 mK持续12小时 - 2024-09：中科院物理所实现光子链路自纠错，实验把相干时间拉到5 ms - 2025-CES：IBM低调放出演示机，外观和笔记本电脑差不多，但后台仍需液氮补给 答案很明确：五年内进入云算力普惠阶段，“个人拥有整机”十年内仍不现实。

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核心突破点在哪？三条技术路线看懂

路线1：拓扑量子比特

借鉴《万物简史》里费曼描绘的“任意子之舞”，利用拓扑保护的非阿贝尔统计，让噪声对量子态的影响降到极低。缺点是制造难度极高，需在砷化铟/锑化铟异质结上刻出纳米级约瑟夫森网。

路线2：氮化铝-铌混合声学腔

声学腔把量子比特里的能量“搬”到声子带，把热源直接转化为声波带走热。谷歌2024年的Nature封面便是以此 *** ，将散热功率密度做到传统方案的300倍。

路线3：相干量子中继

把制冷任务拆解成“片上—片间—室温”三段，用微波-光纤混合接口把量子态暂存到室温存储器，再由外部微制冷单元周期性回收热量，相当于“分段托运”模式。

引用一句《时间简史》：“在更高维度里，熵增的方向也可以被翻转。”无冷源制冷正是对这句话的量子实现。

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为什么谷歌喊“5年进入云服务”？成本数据拆解

成本构成（美元/百量子比特/年）

• 传统稀释制冷：冷却部分45 万＋芯片制造25 万
• 片上制冷：冷却部分3 万＋芯片45万（可批量后降）
  看似芯片贵，但整机生命周期成本下降80%，这正是云服务商敢于承诺“量子即插即用”的依据。

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新手避坑：三大 *** 谣言一次说清

谣言1：“无冷源=常温超导”
事实：仍需毫开区间，只是不依赖外置巨型冷机。
谣言2：“量子计算机马上淘汰经典电脑”
事实：量子加速只在特定算法中有效，日常办公依旧CPU为王。
谣言3：“买一台就能挖矿发财”
量子计算并不擅长SHA-256这类哈希计算，反而用于破解加密算法对区块链构成潜在威胁。

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2025年如何跟进这门技术？三步行动清单

1. 在线免费学：IBM Qiskit、Quantinuum TKET 都提供模拟器，新手先用CPU跑通算法
2. 读一手论文：每周浏览arXiv“quant-ph”标签，过滤标题含“on-chip refrigeration”与“topological qubit”
3. 盯产品路线：关注亚马逊Braket、百度量易、阿里云QUFU的无冷源实例测试公告，公测期往往免费赠送算力券

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“人类每十年都会把不可能变成常识。”——凯文·凯利《失控》

当下我们正站在类似的拐点：当冰箱大小被缩小成芯片尺寸，量子计算就有可能像1970年代的微处理器一样，走进每个人触手可及的生活。