未来技术：超导彻底改变量子计算机！

未来技术：超导彻底改变量子计算机！

国际超导电子会议（ISEC）已成为超导材料研究的重要平台。该会议每两年在不同国家举行一次，德国上一次主办是在 1997 年。伊尔梅瑙工业大学校长 Kai-Uwe Sattler 强调了这项研究对于数字化和能源密集型技术的重要作用。超导材料能够无损耗地导电，为量子计算机和节能半导体提供革命性的可能性。

这些进步与减少数据中心的能源需求尤其相关，数据中心在云服务交付和物联网 (IoT) 中发挥着关键作用。在目前的技术水平下，传统计算机由于其过时的体系结构已经达到了极限。为了应对这些挑战，Hannes Töpfer 教授将提出一种将神经形态计算与超导相结合的新颖的节能方法。

神经形态计算作为关键技术

神经形态计算的概念模仿了人脑的信息处理。在神经形态约瑟夫森网络中，超导约瑟夫森触点以模拟生物神经细胞功能的方式连接。信息通过短脉冲传输，类似于神经系统中的神经元信号。这导致大量的能源消耗。每个计算位所需的能量比以前的技术少十亿倍。

这项研究的目的不仅是开发创新技术，而且是优化其在数据中心、运输和工业中的使用。这有助于减少 IT 的碳足迹，这在当今世界至关重要。关于神经形态计算机的能量效率的研究也提供了有价值的见解，例如 Li 等人的出版物。 （2020）和张等人。 （2020），研究了高效的神经网络和神经启发的计算架构。

欧洲的创新方法

与 ISEC 的研究结果并行，欧洲也在开发基于超导量子计算机的项目 OpenSuperQplus100。该项目是欧盟量子技术战略研究议程的一部分，旨在开发生产高质量量子芯片的系统和技术。这将为量子芯片创建一个设计和制造平台，包括集成到多芯片模块中以及定义量子位芯片的制造工艺。

Fraunhofer EMFT 积极参与中试线生产量子位芯片新工艺的开发。最终目标是在工业规模上生产这些芯片以用于商业应用，并开辟进一步发展的道路，下一步的目标是生产高达 1,000 个量子位的芯片。该技术的应用包括化学工业和材料科学中的量子模拟，以及优化问题和机器学习。

总体而言，这些发展表明超导电子学和神经形态计算主题的联系有多么紧密，以及各个层面的研究对未来技术的高期望。超导技术的进步不仅可以彻底改变数据技术的效率，还可以提高全球范围内的能源效率。