常温超导芯片距离量子计算机还有多远

常温超导短期内无法直接用于实用量子计算机，但相关二维材料和异质结构为下一步突破提供了“过渡桥梁”。

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我为什么会关心这个话题？

作为一名硬件爱好者，我始终相信：如果人类能把量子比特从极寒监狱解放出来，普及速度就会像智能手机取代功能机一样迅猛。于是我开始检索“常温超导＋量子计算”，却发现网上充斥着两种截然相反的声音：
· 一边认为“常温超导＝量子计算大一统”；
· 另一边说“两者风马牛不相及”。
到底谁更接近真相？我带着疑问查了三个月文献，写下这篇给小白看的拆解。

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常温超导材料到底解决了什么难题？

1. 无需再“氪金”买液氦

传统超导线圈要泡在液氦里才能零电阻，光一年制冷费就能烧掉几百万人民币。如果能在77 K以上的液氮温区甚至室温运行，量子芯片的维护成本可降到原来的1%。这对初创团队极为友好。

2. 微缩化成为可能

经典线圈的磁通量受限于临界电流，常温超导薄膜（如铜基、镍基、石墨烯扭角双层）能把同样能量密度压缩到指甲盖大小，为“口袋级”量子处理器埋下伏笔。

3. 但它还没解决“量子退相干”老大难

退相干时间取决于材料缺陷而非温度。即便室温超导消除了焦耳热，声子散射仍然存在，超导-绝缘界面的电荷陷阱仍是量子比特的头号杀手。

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量子计算现阶段真正缺的是什么？

Google 2024年2月在Nature发文透露，他们能在超导量子芯片里做1,000 个物理比特，但逻辑比特只有可怜的十几个，差距来自：

1. 纠错开销过高：需要上千个物理比特才能拼出1个无差错逻辑比特；
2. 比特间串扰：高频微波线材在极低温下仍会产生热噪声；
3. 读出效率：超导谐振器的品质因子在300 mK以上才开始飙升，常温未必提升读出信噪比。

换句话说，量子计算不全是温度问题，而是系统工程问题。

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常温超导可能的“助攻”路线

1. 充当“量子内存”的底板

IBM 2023 年提出“混合架构”：用极寒超导比特做计算核心，把常温超导谐振器当作暂存器，像内存条那样缓存中间态。这样既保住纠错窗口，又减少了液氦消耗。

2. 拓扑量子比特的“超导近邻”

马约拉纳零模需要在拓扑绝缘体／超导界面产生。若常温超导可以薄膜化，便能把异质结做得更薄、尺寸更小，提升拓扑比特的相干长度。

3. 光-电-量子转接芯片

低温下的光电转换效率低，导致光纤进出量子机房时损耗巨大。若能选用工作温度在1.2 K附近的硫化钼-超导复合薄膜做转接，链路损耗有望下降一个量级。

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小白最常问的三个追问

Q1：那到底2026年前能看到“室温量子笔记本”吗？

答：基本不可能。工程上仍需解决：
· 室温超导薄膜对磁场极度敏感，而量子芯片的微波控制场通常高达数十毫特斯拉；
· 比特-比特耦合需要在毫开尔文温区进行标定，拿到室温室标再调回去几乎等同重来。

Q2：国内哪些团队在跟进？

答：合肥本源量子、北京量子院、南方科技大学超导中心都已立项“铜基/镍基室温近邻耦合实验”，但公开论文还停留在材料级，尚未进入器件验证。

Q3：投资者该不该押注？

个人观点：

1. 把资金拆成两份：80 %押在传统极低温硬件（确定性强），20 %押在异质集成级的常温超导配套（风险高但潜在回报十倍）；
2. 盯紧“薄膜化良率”指标，低于80 %就别做长线。

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数据彩蛋：为什么铜基薄膜的Tc 记录停留在250 K？

权威期刊Science 2025年1月给出了新解释：高压氢化物在释放应力时会自发产生纳米裂纹，导致超导 *** 断链。换言之，即便把Tc推上300 K，材料完整性仍是阿喀琉斯之踵——这也许是马斯克口中“材料不是魔法”的更好注脚。

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引用村上春树《舞！舞！舞！》里一句话：“不是所有的鱼都会生活在同一片海里。”常温超导与量子计算就像两条不同深度的鱼，现在只是偶尔在科学的海面相遇。未来能否共游，就看材料科学家与量子工程师能否把大海挖得足够深。