Examine是一份免费的每周通讯，以怀疑的、基于证据的眼光报道科学，每周二发送。您正在阅读摘录 – 注册以在收件箱中获取完整的时事通讯。
我周末观看了奥本海默，除了被爱因斯坦可怕的假发分散注意力之外，它还让我思考了我们这个时代的科学军备竞赛：量子计算。
令人高兴的是，这次的奖品是一台计算机而不是炸弹。正如我上周所写，第一个建造大型量子计算机的国家将赢得巨大的商业、科学和医疗优势，包括破解敌人和竞争对手加密秘密的能力。
假的！图片来源：Alamy
这就是为什么联邦和昆士兰州政府向 PsiQuantum 投入 10 亿美元，以加强其建造世界上第一台商业相关量子计算机的努力。
但还有更多比这场比赛中的一匹马还要多。
利用光子进行计算的 PsiQuantum 刚刚通过现金进行了涡轮增压。然而，周二晚上的一项技术突破将推动其在硅基量子计算领域的竞争对手的发展，而另一种方法——超导体——是目前由谷歌支持的领跑者。
这些技术中的每一项都正在开发中。使用能够克服错误（在脆弱的量子比特世界中普遍存在）并完成有用计算的设备来实现纠错量子计算的风口浪尖。 “这实际上非常令人着迷，”悉尼大学的理论量子物理学家斯蒂芬·巴特利特教授说。 “比赛确实势均力敌。”
美国总统乔·拜登正在查看 IBM System One 量子计算机。不清楚他是否认为 Tar 更令人印象深刻。信用：美联社
但令我震惊的是，这不像一匹马一场只有一名获胜者的竞赛，更像是奥斯卡金像奖，有多个奖牌可供争夺。我们可以见见提名者吗？
广告A电影爱好者的量子技术指南
普通计算机位在两种刚性状态（零和一）之间切换来执行计算。
相比之下，量子位或量子位利用亚原子物理的奇怪定律徘徊在“叠加”状态——一、零以及介于两者之间的所有可能性。量子位是所有东西同时出现。这为量子位提供了巨大的计算能力，并且有多种不同的方法可以实现。
量子比特：一切同时无处不在。信用：路演
凯特·布兰切特在Tár中扮演了一位超级指挥家。但在物理学中，超导体是一种在充分冷却时可以无电阻导电的材料。在超导体量子位中，成对的电子在金属电路周围呼啸而过，冷却到几乎绝对零。在这些条件下，电路的行为就像一个可用于量子计算的原子。
科技巨头 IBM 使用超导体建造了迄今为止最大的量子计算机，拥有 1121 个量子位。这种方法也得到了谷歌的支持，因此你可以将超导体视为量子领跑者。 （然而，凯特仍然失去了奥斯卡奖。悲剧。）
另一方面，PsiQuantum 正在追求光子量子计算，它使用光粒子或光子作为量子位。 （光子计算就像穆里尔婚礼：它是在昆士兰州制造的，人们可能需要几十年的时间才能欣赏到它真正的天才）。
加载<光子很有前途，因为就像片尾字幕滚动时的穆里尔一样，它们非常独立。正如巴特利特解释的那样，它们“不与任何东西相互作用”，可以在室温下运行，并且不像电子那样带电，因此它们不会被电磁力偏离轨道。然而，另一方面是它们难以控制和测量。 PsiQuantum 的装置仍然需要非常冷，因为光子本身是由超导体测量的。俘获离子量子计算机是另一种领先的方法。它们是通过抓住原子、弹开电子使它们带正电荷、将带电原子或“离子”悬浮在电磁场内，然后用激光操纵离子来创建的。但同时捕获和操纵数百万个离子的技术尚不存在。
还有基于硅的量子计算，澳大利亚对此有着巨大的兴趣。硅是由沙子制成的。没错，我们要去沙丘。
硅沙虫：纯净、炎热、蒸蒸日上
许多企业家和科学家已经寄托了他们的希望众所周知的硅量子计算沙虫。支持者表示，这种方法将是扩大规模最快的方法因为它建立在硅芯片制造业的基础上，而硅芯片制造业已经为我们的手机和笔记本电脑提供动力。
“硅是一种奇妙的材料，它是传统 IT 行业的基础，”墨尔本大学的 David Jamieson 教授说道。 “但对于量子设备来说，它有一个重要的缺点。”
沙虫：没有量子物理学那么吓人。图片来源：华纳兄弟
他说，问题在于 4.5% 的天然硅含有硅 29，它具有额外的硅中子。这种流氓中子就像磁铁一样，使硅量子计算中使用的电子量子位变得不正常。
然而，在周二发表的研究中，贾米森和曼彻斯特大学的同事找到了一种纯化方法那个硅。他们使用一种称为离子喷射器的设备清除了除 0.0002% 之外的所有问题同位素。
加载贾米森说，这为变革性的纠错硅量子计算打开了大门。
量子计算的另一个障碍是系统必须保持在略高于绝对零的冰点温度下才能工作。这意味着量子计算机必须非常庞大，才能支持强大的制冷系统，并且会吸收大量能量。
但 Andrew Dzurak 教授最近在《自然》杂志上报道说，他的“自旋”被困在经过改造的硅晶体管中的电子可以在比以前的系统高 20 倍的温度下运行。 Dzurak 表示，他的公司 Diraq 可以制造一台比笔记本电脑大不了多少的量子计算机，并放置在厨房冰箱大小而不是建筑物大小的冷却系统中。
那么，谁最有可能赢得量子竞赛？与奥斯卡奖一样，每种技术都可能在不同的类别中脱颖而出。一个可能是第一个跨越这条线的人，但我们的未来可能由多种量子位驱动。硅量子芯片最终可能会出现在我们的手机中。光子计算可能会彻底改变药物研究，而超导体可能会破解加密。
正如 Dzurak 所说：“世界上大多数政府都通过投资一系列技术来分散赌注。”各行各业的量子研究人员都希望我们的政府也能这样做。
Examine是一份免费的每周通讯，以怀疑的、基于证据的眼光报道科学，每周二发送。您正在阅读摘录 - 注册即可在收件箱中获取整份新闻通讯。
澳洲中文论坛热点
- 悉尼部份城铁将封闭一年，华人区受影响！只能乘巴士（组图）
- 据《逐日电讯报》报导，从明年年中开始，因为从Bankstown和Sydenham的城铁将因Metro South West革新名目而
- 联邦政客们具有多少房产？
- 据本月早些时分报导，绿党副首领、参议员Mehreen Faruqi已获准在Port Macquarie联系其房产并建造三栋投资联
