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Quantum Processor Unit Get Ready for Custom Quantum Processor Units 6 min Engineering News Anytime a company wants to develop at the leading edge of technology, it requires a ton of development from the 阅读文章
量子计算机组件将长什么样？ 1 min Blog 我记得十多年前在大学时，上高级物理课时听说过量子计算机。那时，对我来说理解核心概念已经够难的了，教授解释起来也很费劲。快进到今天，量子计算机终于成为了现实，任务变成了如何扩展这项技术。如果你是一个量子算法开发者，你甚至可以通过云租用量子计算机的时间，运行你自己的量子应用程序。 直到大概最近两年，很多人都没有见过量子计算机的内部，直到许多科技巨头开始公开他们系统的一些细节。现在我们有幸看到构建量子系统的一些细节，更容易看出量子计算机的主要组件是什么样的，以及它们执行什么功能。除了用于量子位处理器的结构外，量子计算机组件与它们的经典对应物有很多相似之处。 目前，量子计算机最重要的部分（量子位处理器）完全是定制的，但还有许多其他子系统使量子计算机运行。PCB设计师在帮助商业化这些系统方面可能比他们想象的要发挥更大的作用。不深入探讨什么是量子计算机，我会尽我所能解释不同量子计算机组件所扮演的角色。 是什么让计算机成为“量子”？ 所有量子计算机都使用量子位，或称为量子比特，来处理信息。对量子计算机的流行解释是，它利用了量子比特可以作为信息状态的叠加（或组合）存在的事实，这被解释为量子计算机处理器中的量子比特同时处于0和1状态的某种混合中。量子力学的另一种哲学观点（或“多世界”解释）认为，量子计算机本质上是并行化的机器，拥有在平行宇宙中运行多个计算的量子计算机的副本！ 无论哪种物理图像能帮助你最好地理解量子比特的行为，量子比特本身只是故事的一半。另一半依赖于纠缠的使用，这是一个仍然让物理学家困惑的现象。爱因斯坦将其描述为“超距作用”，因为它允许量子比特即使相隔极远的距离也能被写入相同的量子状态。这引发了诸如超光速通信之类的问题，甚至催生了 量子雷达等应用。 量子计算机的作用 量子计算机旨在操纵和读出量子比特，这些量子比特可能与其他量子比特纠缠在一起，或者可能处于0和1的某种叠加状态。这依赖于许多重要的组件和子系统。尽管量子计算机使用量子比特，但使其按设计工作的支持子系统都是经典组件，直到电路板中使用的无源元件。 以下是确保量子计算机按设计运行所需的条件： 与环境隔离与集成 量子处理器及其包含的量子比特必须严格与环境隔离。当量子比特与周围环境（通过吸收光或热）发生相互作用时，量子比特的当前状态可能会丢失，从而产生错误。确保隔离需要使用高真空系统和制冷技术，以防止量子比特发生退相干。 这就是确保隔离所需的一些组件和系统： 超高真空泵 稀释制冷系统 低温恒温系统 电磁屏蔽 用于液氦和液氮制冷剂的管道 控制这些系统需要一个经典处理器来读取真空和温度测量值，并对真空功率和温度进行调整。这不需要大量的经典计算能力。一个典型的MPU或 FPGA包含足够的处理能力来运行这些控制系统并确保隔离，以及向运行在经典计算机上的应用程序传递数据。继续放大视角，量子计算机的主柱周围可能有网络设备和其他系统，使其能够通过云与其他系统接口。直到最近，隔离要求一直是这一切的双刃剑。 阅读文章
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