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量子计算机的&“大脑部位&“
量子比特的实现依赖于许多组件.实验室墙壁架子上的微波发生器会产生电磁脉冲&—&—光子,通过迷宫般的同轴电缆传播,并将量子比特&—&—光子送入到运算行列中.
在耶鲁大学附近的一家初创公司里,有一间洁净却拥挤不堪的实验室.天花板下缠绕着错综复杂的管线,地板上堆放着电子设备和制冷泵.这一堆看似杂乱无章的设备其实是一台计算机,它与世界上的任何一台计算机都不同,它是一台量子计算机.
耶鲁大学的罗伯特·,舍尔科普夫和米歇尔·,德沃雷特设计了这台机器,目的是实现科学家长期以来的梦想&—&—量子计算.这样的计算基于量子力学中的一个叠加概念,即粒子可以同时处于两种状态,就像一枚快速旋转的硬币,它既是正面又是背面.传统的计算机芯片,无论是在你手机上的还是超级计算机所配备的,都拥有以二进制代码处理信息的晶体管：一切都是&“0&“或&“1&“.量子计算机使用量子比特,它既可以是&“0&“,也可以是&“1&“.这样的机器可以更快地解决问题.
但是,量子比特是脆弱的,任何干扰都可能导致计算混乱.罗伯特·,舍尔科普夫和米歇尔·,德沃雷特率先提出了一种稳定它们的方法：通过在超导体（一定温度下电阻为零的材料）中构建量子比特.这样,他们创造了量子程序不受干扰的空间.从他们的实验室里可以看到,这需要巨型冷却箱来帮助小器件处理大问题.
量子计算机的冷却箱
为了创造比周围环境更冷的空间,压缩泵将氦制冷剂驱入铜管.氦气在循环过程中,它会被压缩,液化,从而制造低温.需要一天的时间,冷却箱内的温度才能达到近乎绝对零度的工作温度.
量子比特模块
有请量子计算机的核心&—&—量子比特模块登场！这个2.5厘米长的薄晶片以蓝宝石为衬底,上面覆盖一层100纳米厚的铝膜.在极低的温度下,微波光子来到&“Y型&“的交叉口处,被设置为&“叠加态&“,&“Y型&“下边的波浪形线路则用于传输量子比特的结果.
连接器模块要解决复杂的问题需要多个量子比特,用图中的连接器可以将多个量子比特模块连接起来.耶鲁大学的科学家为了特定的目的设计这些连接器模块：一些用来处理过程数据,一些用来读取数据,另一些则用来放大信号.对于制作量子计算机而言,这种扩展模块与产生量子比特同等重要.
嘘！保持安静！
量子计算机位于冷却箱里,这里非常安静.任何干扰都会引发计算错误,所以科学家必须保护好量子比特.一个叫做循环器的单向阀可以滤除干扰,比如周围的噪声.
地面控制模块
并非所有的工作都在冷却器中完成.网络分析仪（图中最前边的这个矩形盒子）确保传输信号所需的微波线路工作正常.位于它后面的高大的灰色橱柜用于控制制冷泵和阀门.
各种工具
这些工具是研究生和博士后们的标配.他们需要用这些工具不停地更改量子计算机的配置,已完成特定的实验.
高个子冷却箱
这套旧设备已经很少被使用了.这台2.7米高的冷却箱是实验室中的&“元老级设备&“之一,已经有15年的历史了.年轻的研究人员很少用它来做实验,因为它又高又狭窄,布置线路很困难,冷却起来也很麻烦.不过,如果实验任务繁重、新设备没空的时候,学生们也会偶尔用用它.
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