低溫環(huán)境對量子計算和Bluefors團隊一樣至關(guān)重要。

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總部位于赫爾辛基（芬蘭的首都）的Bluefors公司，將低溫技術(shù)視為一個很有價值的機會，專門從事研發(fā)供應(yīng)超低溫稀釋制冷機測量系統(tǒng)。

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Bluefors公司首席銷售官兼首席科學(xué)家David Gunnarsson博士說："在我們看來，低溫不是量子計算發(fā)展的絆腳石，而是探索量子電路的機會。"

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Gunnarsson說："量子計算機中的量子比特在自然界的‘基準(zhǔn)線’上運行，這意味著沒有出錯的余地，量子比特在所處環(huán)境的每一次相互作用都很重要。"這就是探索量子的本質(zhì)必須要具備專業(yè)低溫知識的原因。Gunnarsson解釋說，這是一個與經(jīng)典計算邏輯完全不同的環(huán)境，在經(jīng)典計算邏輯中，0和1有余量支持，即使存在環(huán)境噪音，計算機也能正常運行。然而對于量子計算來說，一個多余的光子就擁有破壞量子比特功能的能力。因此，對環(huán)境的控制至關(guān)重要。

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同時，要想控制這種環(huán)境勢必要面對一些挑戰(zhàn)。制造量子比特需要精細(xì)的步驟和過程，以避免在設(shè)備的物理環(huán)境中出現(xiàn)不必要的問題。另一個挑戰(zhàn)是對量子比特的完全控制，同時確保沒有干擾信號改變其狀態(tài)。

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Gunnarsson說："量子計算需要低溫環(huán)境的原因是今天許多量子技術(shù)方案是在對應(yīng)于GHz頻率信號的能級上運行。這里的優(yōu)勢在于，商業(yè)上存在很多用于控制量子比特的微波技術(shù)，并可以在高時鐘計算速度下運行。"

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"為了能在對應(yīng)于GHz頻率的能級上控制量子態(tài)，量子比特的溫度必須遠(yuǎn)低于100 mK。除了讓量子比特設(shè)備處于超低溫，所有用來控制量子比特的連接都必須經(jīng)過良好的過濾和屏蔽，以避免任何雜散信號干擾量子比特?！盙unnarsson說道："這就是低溫技術(shù)的重要性，尤其是低溫測量系統(tǒng)，它可以將量子比特和測量基礎(chǔ)設(shè)施保持在可以驗證其量子性質(zhì)的溫度下?！?/p>

僅僅是讓量子比特相對安全地不受噪聲影響就夠困難了，但Bluefors的團隊很快認(rèn)識到這是量子工程師必須要面臨的挑戰(zhàn)之一。隨著量子比特的數(shù)量增加到足以進行實際計算的數(shù)量，所有上述挑戰(zhàn)仍然存在，同時復(fù)雜性也在增加。

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Gunnarsson說："說到低溫技術(shù)，這是一項成熟的技術(shù)，存在將量子計算機擴展到遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過1000個量子比特的解決方案——這也是目前在超低溫下進行量子計算方案的局限所在。"

改進低溫技術(shù)來迎接挑戰(zhàn)

長期以來，低溫技術(shù)一直以“不可靠、實現(xiàn)困難、高維護成本”而著稱，其中一個主要因素可能是由于在低溫條件下操作比室溫下更困難。

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隨著研究發(fā)展的進步，Bluefors的研究人員在支持改進低溫技術(shù)以滿足客戶需求方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

Gunnarsson說："在過去的20年里，低溫技術(shù)已然成熟，如今人們可以在構(gòu)建好實驗室基礎(chǔ)設(shè)施后，只需按下一個按鈕，就能獲得毫開爾文的溫度，而且系統(tǒng)可以連續(xù)運行至少一年。對量子技術(shù)的研究還改進了低溫測量的設(shè)備，目前量子測量所需的所有測量設(shè)備都已經(jīng)有了，并實現(xiàn)了商業(yè)化。"

Bluefors的優(yōu)勢

在提供科學(xué)設(shè)備、建設(shè)大規(guī)模可靠的生產(chǎn)線系統(tǒng)方面，Bluefors建立了良好的口碑，這些優(yōu)勢幫助它在少數(shù)幾個能提供低于10 mK設(shè)備的公司中脫穎而出。Bluefors在質(zhì)量和性能方面的領(lǐng)先地位，也確保了它成為需要長期可靠設(shè)備的客戶們的首選。

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為何Bluefors在量子領(lǐng)域擁有這么好的口碑？Gunnarsson說："Bluefors非常關(guān)注量子技術(shù)，其系統(tǒng)既可用于學(xué)術(shù)研究，也可直接用于量子計算應(yīng)用系統(tǒng)。Bluefors與研究界共同合作，采用正確的方式創(chuàng)建了一個開箱即用的低溫測量系統(tǒng)，滿足了當(dāng)下量子領(lǐng)域的研發(fā)需要。"

低溫技術(shù)與量子技術(shù)相輔相成

量子技術(shù)的不斷發(fā)展，影響著低溫領(lǐng)域現(xiàn)有的技術(shù)和市場，不斷變化的要求，也對低溫設(shè)備制造商提出了挑戰(zhàn)。量子技術(shù)的進步、應(yīng)用場景的不斷拓展，使低溫環(huán)境變得越來越重要，成為當(dāng)今許多量子實驗室的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。

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"我們看到，對低溫技術(shù)的基礎(chǔ)研究和開發(fā)將會增長，形象地說，在未來實驗室里有一套低溫測量系統(tǒng)，將像有一臺示波器一樣平常。"Gunnarsson說。

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Bluefors在這種新興的量子技術(shù)和低溫技術(shù)之間的共生關(guān)系下，加大投資進行產(chǎn)品創(chuàng)新和研發(fā)，以跟上行業(yè)發(fā)展的步伐，滿足客戶不斷變化的需求。

Gunnarsson說："我們與業(yè)界建立合作，以滿足為未來的低溫需求。例如我們與Linde和Afore的合作，他們的技術(shù)與我們有互補性，這樣的合作可以推進低溫測量系統(tǒng)的不斷發(fā)展。"

此外，該公司還開發(fā)了服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，為客戶提供更多便利。Gunnarsson描述了Bluefors對重點客戶的從咨詢到交付、再到持續(xù)維護的服務(wù)。低溫系統(tǒng)會在出廠前進行測試，運抵現(xiàn)場后，Bluefors的專業(yè)工程師還會提供專業(yè)的安裝和調(diào)試，為客戶提供關(guān)于系統(tǒng)操作的總體培訓(xùn)，同時確保低溫系統(tǒng)按照設(shè)定的規(guī)范運行。

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Gunnarsson說："Bluefors高質(zhì)量的產(chǎn)品都通過了工廠的功能測試，在安裝完畢后，客戶可以直接聯(lián)系到維護工程師。Bluefors還有一個系列特定的服務(wù)計劃，客戶可以選擇不同的服務(wù)，保障安全運營。"

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文：馬特·斯韋恩

編譯：慕一

編輯：王珩

注：本文編譯自“TQD”，文章中的信息或所表述的觀點意見，均不代表量子前哨同意或支持。