У галузі квантових обчислень, які досліджують таємниці мікроскопічного світу, будь-яке незначне втручання в експериментальне середовище може призвести до величезного відхилення результатів розрахунків. Гранітна основа, завдяки своїм видатним характеристикам, стала незамінним ключовим компонентом у лабораторіях квантових обчислень, фундаментально забезпечуючи точність і стабільність експериментів.
Абсолютна стабільність: нездоланна стіна проти зовнішніх впливів
Квантові обчислення спираються на крихкі квантові стани кубітів, а зовнішні коливання, зміни температури або навіть коливання електромагнітних полів можуть спричинити колапс квантових станів, що робить результати розрахунків недійсними. Граніт, як природний щільний камінь, має надзвичайно низький коефіцієнт теплового розширення, лише (4-8) × 10⁻⁶/℃. Коли температура лабораторного середовища коливається, його розмір майже не змінюється, забезпечуючи стабільну основу для обладнання для квантових обчислень. Тим часом унікальна внутрішня кристалічна структура граніту забезпечує йому чудові характеристики демпфування, з коефіцієнтом демпфування до 0,05-0,1. Він може послаблювати понад 90% енергії коливань, що передається ззовні, протягом 0,3 секунди, ефективно ізолюючи вібраційні перешкоди, що виникають внаслідок роботи обладнання та переміщення персоналу по лабораторії, забезпечуючи збереження кубітами свого квантового стану в стабільному середовищі.
Точне посилання: «Якір», що забезпечує точність вимірювання
У квантових обчислювальних експериментах точне вимірювання стану кубітів є ключем до отримання ефективних обчислювальних результатів. Гранітна основа пройшла надточну обробку, з контрольованою площинністю в межах ±0,1 мкм/м та шорсткістю поверхні Ra ≤ 0,02 мкм. Вона забезпечує майже ідеальну опорну площину для встановлення високоточних датчиків, лазерних інтерферометрів та інших вимірювальних приладів у квантових обчислювальних пристроях. Ця високоточна опорна площина може гарантувати, що відносне положення між приладами завжди залишатиметься точним, уникаючи помилок вимірювання, спричинених нерівними або деформованими основами, тим самим підвищуючи точність та надійність експериментальних даних квантових обчислень.
Ізоляція та антимагнітність: «Бар'єр безпеки», що захищає квантові стани
Кубіти дуже чутливі до перешкод від електромагнітних полів, а традиційні металеві основи можуть генерувати явища електромагнітної індукції або статичної електрики, що впливає на стабільність квантових обчислень. Граніт — це неметалевий матеріал з природними ізоляційними та антимагнетними властивостями. Він не взаємодіє з навколишніми електромагнітними полями, а також не генерує статичну електрику, яка б притягувала пил або заважала роботі обладнання. Ця особливість створює чисте електромагнітне середовище для квантових обчислювальних пристроїв, дозволяючи кубітам виконувати операції без перешкод та ефективно знижуючи рівень помилок обчислень.
Міцний та надійний: «міцна основа» для довготривалої стабільної роботи
Експерименти з квантових обчислень часто вимагають безперервної роботи протягом тривалого часу, а вимоги до довговічності основи експериментального обладнання надзвичайно високі. Граніт має високу твердість і високу зносостійкість, з твердістю за шкалою Мооса від 6 до 7. При тривалому навантаженні квантового обчислювального обладнання та частих операціях налагодження обладнання він не схильний до зносу та деформації. Водночас він має стабільні хімічні властивості, стійкий до кислотної та лужної корозії, може адаптуватися до різних хімічних реагентних середовищ у лабораторії та має термін служби кілька десятиліть, забезпечуючи довгострокову стабільну та надійну підтримку та гарантію для лабораторій квантових обчислень.
У передовій галузі квантових обчислень гранітні основи, завдяки своїм характеристикам стабільності, точності, ізоляції та довговічності, стали основними елементами для створення високоточних експериментальних середовищ. З постійним розвитком технології квантових обчислень гранітна основа й надалі відіграватиме незамінну та важливу роль у просуванні досліджень та застосування квантових обчислень.
Час публікації: 24 травня 2025 р.