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上个月，我们宣布在格拉斯哥大学安装我们的下一代稀释冰箱，Proteox。作为我们的第二个博客,我们想采访教授马丁Weides FInstP握着一把椅子在詹姆斯·瓦特量子技术工程学院,格拉斯哥大学(英国)以及博士后研究协会,保罗Baity和Sergey Danilin找到更多关于他们正在做的工作。
无需在计算机，平板电脑，智能手机和嵌入式设备上运行的软件，我们的大部分现代生活都是不可想象的。计算需要不断增长的能量，影响全球驱动以满足绿色，低碳经济。摩尔定律，预测年度加倍加倍加倍的速度 - 随着物理电路尺寸接近限制而放缓。不再可能缩短晶体管的尺寸，该晶体管的尺寸是更快的速度和较低功耗的速度。
量子计算是利用微观粒子或纳米电子电路的特性来处理信息的技术，在过去几年里，它的发展速度发生了翻天覆地的变化。与此同时，谷歌和IBM等大公司也进行了大量投资，英国NQT项目等国家项目也提供了大量资金。领先的硬件架构是基于超导系统，并已经证明了50-100量子位元的复杂计算的潜力。即使体积不大，量子计算机也能执行某些类型的计算，远远超过大型超级计算机的能力。更大的量子计算机将逐渐增加实际应用的范围，从量子化学、物流或金融开始。bob综合app官网登录
格拉斯哥大学开发了超导电路，这构成了大型技术公司所追求量子计算机的基础。我们的团队是英国中最大的，拥有独特的纳米制造工厂，詹姆斯瓦特纳税机构
中心(JWNC)及其成立的商业单位开尔文纳米技术(KNT)提供商业服务。大约在两年前开始，我们的工作现在已经很好地融入了国家和国际项目，在材料、纳米制造和用于量子计算的低温硬件方面做出了贡献。
有几个链接！bob平台下载手机版牛津仪器纳米科学是低温系统的领先制造商，这是超导量子结构的操作和测试所必需的。例如，在我们的小组中，我们有两种来自牛津仪器的稀释冰箱，包括最新的“Proteox”模型，它在循环4HE / 3HE气体的基础上运行，bob平台下载手机版冷却至10 MK（即-273.14°C）！这些系统是“干燥”的意思，它们在不需要恒定供应液氦的情况下运行，因为使用的较旧的低温仪型号，而且结果更简单。该系统也是完全自动化的，以便易于使用。具有这种易于操作和低维护的系统，使我们能够更加关注我们的研究并加快我们的开发过程。实际上，这些低温冰箱是基于超导的量子计算中的工作马，并且不可能想象没有这些基本系统的领域。
在2020年，牛津bob平台下载手机版仪器和格拉斯哥被授予创新英国授予工业化的授予超导量子装置的试验。这种资金对于解决当今新的压迫挑战至关重要，以通过新的纳米制造技术和通往全球量子群落的低通量测量服务提供的超导量子电路的技术准备水平。第三件合作伙伴KNT将为合作伙伴和商业市场提供纳米制造铸造服务。bob网app
体积，灵活性，冷却功率！学生友好!!混合室板的大直径为我们的实验所需的低温装置提供了巨大的体积。冰箱具有大量冷却功率，可同时运行多个测量设置。在我们看来，冰箱的主要好处是其可互换的测量刀片和使用的便利性。
通过高密度布线和冷却电源，从室温到混合室板可以运行更多的同轴电缆。从冰箱中取出插入物的可能性使修改线路和添加新的低温组件变得更容易。这比标准系统更方便，在标准系统中，电缆和设备的密度可以限制被其他组件阻塞的线路连接。这一限制通常需要全部或部分拆卸，以修改测量设置。因此，我们希望大大增加Proteox的便利性，使它成为一个理想的学术环境，像我们有很多学生!
我们的研究重点是量子电路的材料和工艺开发。该实验需要直流和微波布线系统和技术的实现，而Proteox提供的额外冷却功率将允许额外的布线线路和同时测量多个样品。直流测量的导线通常由相对低导热的金属(如BeCu)制成，用于在室温和4K级之间连接，以及在4K级和10mK级之间连接超导合金(如Nb-Ti)。电线被分成丝带，并在每个温度水平上加热，以逐渐吸收流向冰箱最冷部分的热量。对于微波测量，使用薄的半刚性同轴电缆与低导热。电缆布线在不同的温度阶段被中断，包括衰减器，以减少噪音和帮助微波线的热同步。微波滤波器、低温循环器、HEMT放大器和微波开关，可以安装在不同的温度阶段，也通常用于我们的实验装置。
量子计算机的运行需要高度的温度控制，这是通过将电路冷却到接近绝对零度来实现的。Proteox可以将我们的量子电路冷却到10mK，允许进行量子位运算和测试。另一个关键方面是连续操作。随着被测量的量子电路越来越复杂，需要越来越长的时间来描述、校准和调整电路的运行。在冰箱中进行类似的实验是完全不可能的，因为冰箱的冷却时间有限，需要充电或周期性的部分预热。
对于Proteox级的冰箱，操作时间原则上只受系统机械的服务间隔的限制。此外，由于可交换的测量插入和大的冷却功率，它为低温测量提供了灵活可靠的平台，并增加了布线和测量设置的容量。
他们说，摩尔定律正在“退休”，这意味着CMOS技术的巨头们越来越多地受到挑战，以与以前相同的速度提供经典计算能力的增长。我们认为，这些公司(英特尔、IBM、谷歌)已经并将继续成为量子计算发展的领导者，但我们看到其他公司正以不同的技术和策略加入进来。另一个对量子计算感兴趣的领域是化学和制药行业，它们可以利用量子计算机大幅减少寻找新的药物化合物来治疗目前被认为无法治愈的疾病所需的时间。这与量子模拟有更多的共同之处——用量子方法来解决复杂的计算问题。关于这一点，我们最近问自己:
“完全开发的量子计算机能否帮助人类更快地战胜新冠肺炎疫情，同时降低死亡人数?”更快地接种疫苗会有帮助吗?”
量子技术在英国被认为是未来的技术。它们的发展对国家具有重要意义，UKNQT计划是为量子技术发展的唯一目的而建立的。在该项目为期5年的第一阶段中，英国在四个量子技术中心投资了1.2亿英镑，后续投资继续推动围绕中心的量子技术发展。量子领域的一个新成员是国家量子计算中心(NQCC)，它将推动量子计算达到更高的技术准备水平。鉴于此，我们认为英国有望成为量子计算和工程领域的主要贡献者，甚至是全球先驱。事实上，它的第一台大规模量子计算机预计将在未来几年投入使用。
我们认为量子计算仍处于起步阶段。建造通用量子计算机的问题是极具挑战性的，要实现这一目标还有很长的路要走。量子计算的基本物理原理和所涉及的基本元素的操作已经被学术研究小组研究得很好，在过去的二十年中取得了许多开创性和概念性的成果。
目前，量子计算界面临封装/架构结构、元件互连、缩放控制和读出等工程问题。因此，未来将带来更多的工程和编程挑战，需要工业各方更广泛的合作和参与。我们相信学术研究和产业界的积极合作对双方都有好处。
在这里，过去几十年在学术界发展和积累的知识可以与工业伙伴提供的范围、能力和各种技术解决方案相结合，将促进量子技术的增长和发展。
特别是Quantum Recomnries，如我们的JWNC在开发新技术并将其转移到现实生活中发挥了重要作用。bob综合app官网登录与此同时，底部仍有很多空间探索，用于新的概念和解决方案，玩和探索量子物理学。它是一种超酷的科学，以操纵人造物体的量子特性（例如我们的同心透射电路）与肉眼可见！顺便说一下，我们一直在寻找人才（本科，博士学生或邮政编），如果您有兴趣加入我们，请删除一个纸条！这是链接：https：//www.gla.ac.uk/schools / ...
访问他们的网站：https://www.gla.ac.uk/
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马丁教授Weides
博士谢尔盖Danilin
保罗医生Baity
Harriet van der Vliet
面试官
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