突破性發現！超導二極體將改寫量子電腦未來

2023年美國資料中心耗電量驚人，佔全國總用電量的4.4%（176兆瓦時），其中處理器裝置就消耗了約100兆瓦時。隨著運算需求持續飆升，開發高效能低耗電的運算技術已成為當務之急。

超導電子技術被視為傳統與量子運算的新希望，但要實現其潛力，關鍵在於大幅減少常溫電子元件與低溫超導電路間的連線線數量。MIT等離子體科學與聚變中心資深科學家Jagadeesh Moodera帶領團隊，在《自然電子》期刊發表重大突破，開發出能應用於量子電路的超導整流器。

這項研究解決了長久以來的技術瓶頸：如何在超導晶片上實現交流電轉直流電的高效轉換。傳統的「節能快速單磁通量子」電路(ERSFQ)正因這個問題，難以擴充套件至更複雜的大型系統。

Moodera團隊研發的超導二極體整流器能在同一晶片上完成交流轉直流，為超導量子處理器提供穩定電力。量子電腦需在接近絕對零度的環境運作，任何熱能或電磁雜訊都會造成幹擾。這項新技術可減少連線線數量，有效降低雜訊問題。

研究團隊採用超薄超導材料層製作二極體，實現電流單向傳導特性。2023年實驗中，他們更進一步將四個超導二極體整合成橋式電路，成功在極低溫環境完成交流轉直流。這項突破不僅能減少熱雜訊，還可作為隔離器保護量子位元。

Moodera表示：「這項研究為未來幾年實現超高效率的超導超級電腦開啟大門，同時也能提升量子位元穩定性，加速量子計算發展。」團隊現正致力將這項技術應用於實際超導邏輯電路，包括歐洲核子研究中心(CERN)和柏克萊國家實驗室的暗物質探測實驗。

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