即使在稍微溫暖的溫度下運行，也意味著量子計算機可能更容易操作，並且更廣泛地使用。

幾十年來，對量子計算的追求一直在與極低溫度的需求作鬥爭，極低溫度僅比絕對零度（0開爾文或-273.15°C）高幾度。這是因爲量子現象賦予了量子計算機獨特的計算能力，只有將它們與我們所居住的熟悉的經典世界隔離開來，才能利用它們。

單個量子比特或“量子位”，相當于經典計算核心的二進制“0或1”位，需要一個大型制冷設備才能運行。然而，在許多我們期望量子計算機帶來突破的領域 —— 比如設計新材料或藥物 —— 我們將需要大量的量子比特甚至整個量子計算機並行工作。

量子計算機可以管理錯誤和自我糾正，這對可靠的計算至關重要，預計規模將是巨大的。谷歌（Google）、IBM和PsiQuantum等公司正准備迎接這樣一個未來：整個倉庫都裝滿了冷卻系統，消耗大量電力來運行一台量子計算機。

但是，如果量子計算機能夠在稍微高一點的溫度下工作，它們就會更容易操作，也會得到更廣泛的應用。在發表在《自然》雜志上的一項新研究中，一個研究團隊展示了一種特定的量子比特 —— 單個電子的自旋 —— 可以在1K左右的溫度下工作，比以前的例子要熱得多。

冷酷的事實

溫度越低，冷卻系統的效率就越低。更糟糕的是，我們今天用來控制量子位的系統是由混亂的電線交織而成的，讓人想起了20世紀40年代的ENIAC和其他大型計算機。這些系統增加了加熱，並造成了量子比特協同工作的物理瓶頸。

科學家試圖塞進的量子比特越多，問題就變得越困難。在某一點上，布線問題將變得無法克服。

在那之後，控制系統需要被內置到與量子比特相同的芯片中。然而，這些集成的電子設備比亂七八糟的電線消耗更多的能量，散發更多的熱量。

溫暖的轉身

新的研究可能會提供一條前進的道路。研究人員已經證明了一種特殊的量子比特 —— 一種在硅上印有金屬電極的量子點，使用的技術與現有微芯片生産的技術非常相似 —— 可以在1K左右的溫度下工作。

這裏只比絕對零度高一度，所以仍然很冷。然而，它比之前認爲的要熱得多。這一突破可以將龐大的制冷基礎設施濃縮成一個更易于管理的單一系統。這將大大降低運營成本和電力消耗。

這種技術進步的必要性不僅僅是學術上的。在藥物設計等領域，風險很高，量子計算有望徹底改變我們理解分子結構並與之相互作用的方式。

這些行業的研發費用高達數十億美元，這突顯了更容易獲得的量子計算技術可能節省成本和提高效率。

緩慢燃燒

“更熱”的量子位提供了新的可能性，但它們也將在糾錯和控制方面引入新的挑戰。更高的溫度很可能意味著測量錯誤率的增加，這將給保持計算機功能帶來進一步的困難。

量子計算機的發展還處于早期階段。量子計算機可能有一天會像今天的硅芯片一樣無處不在，但通往未來的道路將充滿技術障礙。

科學家最近在更高溫度下操作量子位的進展，是使系統要求更簡單的關鍵一步。

它帶來了希望，量子計算可能會突破專業實驗室的限制，進入更廣泛的科學界、工業和商業數據中心。

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