为冷却量子计算机 IBM打造了一台Project Goldeneye“大冰箱”
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为冷却量子计算机 IBM打造了一台Project Goldeneye“大冰箱”
得益于独特的叠加态，量子计算机具有难以置信的速度和运算能力。但量子的纠缠态，对环境的干扰有非常敏感 —— 比如温度。为此，IBM 建造并展示了一款代号为 Project Goldeneye 的“大冰箱”，特点是能够将温度降低至比外太空还低，以满足量子实验和计算机所需的仅比绝对零度高几分之一的低温条件。
在“超级冰箱”底部的技术负责人 Pat Gumann（来自：IBM Research）
让设备保持如此低的温度，显然不是一件容易的事情，而这也是 IBM 为新冷却系统构建概念验证的原因。
作为一款“稀释冰箱”，Goldeneye 使用了氦 3 与氦 4 的混合物，以将内容物冷却到毫开尔文（mK）的范围 —— 达到了仅比绝对零度高千分之一度的水平。
不过 Project Goldeneye 的更主要设计目的，还是消除现有稀释冰箱中的一些问题。
首先，其实验体积为 1.7 m³（60 立方英尺），较之前设计大 2~3 倍。 其次，它采用了翻盖式的设计 —— 允许外部真空室侧向开启，以便科学家能够轻松访问内部硬件。 此外，这款降温装置能够安装可冷却至不同温度的冰箱单元、且其 6.7 吨的重量有助于抑制潜在干扰量子设备的振动。 更重要的是，Goldeneye 仅占同等功率稀释冰箱 1/10 左右的空间，意味着它能够被更小的科研团队使用。
测试期间，IBM 研究人员轻松实现了仅 25 mK 的降温效果 —— 仅为太空平均温度的千分之一。
当 IBM 团队在内部放置了一枚量子芯片、并对其进行冷却时，研究团队还可实现大约 450 μs 的相干时间。 虽然这一量子比特信息的保留时间听起来转瞬即逝，但它还是与现有的稀释冰箱相当。
最后，尽管 Project Goldeneye 具有如此多的特点，但 IBM 表示，他们最终或许不会以这种形式来冷却量子计算机。
不过针对这一概念的验证测试，还是有助于为下一代冷却系统的开发奠定坚实的基础。
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