量子計(jì)算亟待攻破“卡脖子”核心技術(shù) 研制國產(chǎn)稀釋制冷機(jī)迫在眉睫

• 2021年7月14日 YeYuJuan來源：人民網(wǎng) 1435 95
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量子計(jì)算是當(dāng)前世界各國科技競爭的主戰(zhàn)場，稀釋制冷機(jī)為量子計(jì)算機(jī)的正常運(yùn)行提供必要的極低溫環(huán)境，是量子計(jì)算研究中不可替代的關(guān)鍵設(shè)備。目前我國此類儀器完全依賴進(jìn)口，是亟待攻破的“卡脖子”核心技術(shù)。因此，研制國產(chǎn)無液氦稀釋制冷機(jī)迫在眉睫。

稀釋制冷機(jī)研發(fā)再突破

據(jù)中國科學(xué)院物理研究所消息，其自主研發(fā)的無液氦稀釋制冷機(jī)實(shí)現(xiàn)10mK以下極低溫，標(biāo)志著我國在高端極低溫儀器研制上取得了突破性的進(jìn)展。

稀釋制冷機(jī)是一種能夠提供接近絕對(duì)零度環(huán)境的高端科研儀器，在凝聚態(tài)物理、材料科學(xué)、粒子物理乃至天文探測等科研領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。無液氦稀釋制冷機(jī)有別于傳統(tǒng)的依賴液氦輔助降溫的濕式稀釋制冷機(jī)，無需液氦供應(yīng)，樣品空間大，連續(xù)運(yùn)行時(shí)間長且運(yùn)維方便，在最近十年迅速普及并成為市場主流。

量子計(jì)算是當(dāng)前世界各國科技競爭的主戰(zhàn)場，稀釋制冷機(jī)為量子計(jì)算機(jī)的正常運(yùn)行提供必要的極低溫環(huán)境，是量子計(jì)算研究中不可替代的關(guān)鍵設(shè)備。目前我國此類儀器完全依賴進(jìn)口，是亟待攻破的“卡脖子”核心技術(shù)。因此，研制國產(chǎn)無液氦稀釋制冷機(jī)迫在眉睫。

量子計(jì)算技術(shù)仍處于初級(jí)階段

在2020年初，實(shí)驗(yàn)性量子計(jì)算機(jī)演示只需消耗世界上最大的超級(jí)計(jì)算機(jī)大約萬分之一的能量，性能卻超過了它們的1,000倍甚至更多，但是演示的應(yīng)用看起來更像量子計(jì)算機(jī)自測。如果量子計(jì)算機(jī)注定要成功，那么它們將通過提高相關(guān)性和通用性來實(shí)現(xiàn)，因?yàn)橛?jì)算優(yōu)勢(shì)已經(jīng)顯現(xiàn)。隨著傳統(tǒng)計(jì)算模式的增長正在趨近瓶頸，需要找到一個(gè)新的計(jì)算模式，來解決傳統(tǒng)計(jì)算無法解決的問題。這個(gè)新的計(jì)算模式，就是量子計(jì)算。由于量子計(jì)算的特性，“在不久的將來，量子計(jì)算可以改變世界”已經(jīng)成為了共識(shí)。

隨著越來越多的玩家深入到這個(gè)行業(yè)，量子計(jì)算將會(huì)在各個(gè)行業(yè)中有越來越多的應(yīng)用，特別是那些傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)被證明效率低下的一些情況下。量子計(jì)算的出現(xiàn)，為經(jīng)典計(jì)算機(jī)算力的躍遷帶來可能，但是目前量子計(jì)算技術(shù)仍處于初級(jí)階段，距離解決工程規(guī)模的問題可能還需5-7年。預(yù)計(jì)，2027年，全球量子計(jì)算市場規(guī)模將達(dá)到107億美元。

量子計(jì)算應(yīng)用需求分析

在一些傳統(tǒng)行業(yè)，以現(xiàn)有人類科技的計(jì)算能力，所消耗的時(shí)間和成本巨大，如生物制藥、化工、能源等;還有另一些本身對(duì)計(jì)算能力要求較高達(dá)到科技行業(yè)，也將會(huì)是量子計(jì)算實(shí)現(xiàn)商用的領(lǐng)域。例如：搜索、數(shù)字安全。人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等等。

當(dāng)前量子計(jì)算元年無法預(yù)測，但是可以預(yù)見的是，在所有商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域不存在偶然爆發(fā)的情況下，前5年的發(fā)展將非常平穩(wěn)。生物醫(yī)藥和化工行業(yè)作為龐大的行業(yè)，在量子元年應(yīng)用市場規(guī)模將占據(jù)大部分份額，隨著時(shí)間推移，搜索、機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)字安全三個(gè)行業(yè)憑借本身對(duì)計(jì)算的直接需求，將以量子計(jì)算作為時(shí)代跳板，市場規(guī)模占比逐漸擴(kuò)大，成為量子計(jì)算應(yīng)用領(lǐng)域的主流。

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