科學家從「全宇宙最冷」的樂高積木,發現建造量子電腦潛力

by:徽徽
9280
本文經授權轉載自友站數位時代文/ 陳建鈞 

風行全球,大人小孩都喜愛的樂高積木,科學家從中看見改變未來的曙光。英國蘭卡斯特大學近期發表一項新研究,研究人員將樂高積木冷卻至逼近絕對零度(攝氏-273度),發現用於打造量子電腦的可能性。

post title

樂高誕生於1947年,是款橫跨各個年代的暢銷玩具。現在蘭卡斯特大學的超低溫物理研究團隊想要更進一步,探索其在極低溫環境下的特性。

合作廠商

放入極冷環境實驗,發現樂高的隔熱特性

研究人員將疊成4塊的樂高積木,以及一個樂高人偶放入稀釋冷凍器(dilution refrigerator)中,降溫至70mK至1.8K(0K代表絕對零度)的環境裡,觀察樂高積木的熱傳導效果。

post title

蘭卡斯特大學的稀釋冷凍器可達到只比絕對零度高千分之一度的極低溫。

合作廠商

根據蘭卡斯特大學介紹,他們的稀釋冷凍器是全球最強悍的冷卻裝置,可以達到逼近絕對零度的低溫,按照科學家們的比喻,如果稀釋冷凍器的溫度是一塊樂高積木,那麼外太空的溫度就是一座30公尺塔樓,室溫則是一座3,000公尺的高山。

超低溫物理研究團隊透過這項研究發現, 樂高積木在逼近絕對零度時,是極佳的隔熱材料,可作為昂貴隔熱材料的廉價替代品,大大降低製造成本。

post title

研究人員認為,樂高能成為當前昂貴隔熱材料的廉價替代品。

合作廠商

研究人員指出,光是一塊100平方公分Vespel(聚醯亞胺)塑膠薄板的價格,就可以購買一套完整的ABS樹脂(樂高原料)3D列印設備,根據《Wired》的計算,一塊樂高積木成本只要約10分美元。

隔熱又耐重,樂高能成為量子電腦的材料?

藉由這項研究,研究人員發現的一個可能性便是,樂高或許可以用於建造量子電腦。

高低溫物理學教授喬治.皮克特(George Pickett)表示,當處於室溫狀態,物質內的原子都太過活躍,唯有在極低溫環境原子才會變得「寧靜」,處於幾乎靜止的狀態,這正是量子電腦所需。

post title

量子電腦需處在近乎絕對零度的狀態下,才能維持量子疊加的狀態。圖為IBM量子電腦IBM Q。

合作廠商

量子電腦必須在接近絕對零度下,才能維持量子疊加的狀態,為實現極低溫的環境,就需要近乎熱絕緣的隔熱材料,樂高這項特性賦予它成為建造量子電腦材料的潛力。

另外,樂高也擁有優秀的承重能力,一塊小小的積木可以承受300公斤重量而不致變形,是種非常高強度的材料,有相當大的發揮空間。

有趣的是,樂高或許不會是第一款讓你驚訝的量子電腦材料。「牙線」在低溫下優秀的隔熱能力,以及不致嚴重收縮的特性,讓它成為IBM捆綁量子電腦大量管線的工具。

長久以來,樂高一直是備受研究人員青睞的實驗道具。樂高有著規格統一、高精密度製造的特性,從世界各地任選兩塊積木,都能緊密貼合。過去麻省理工學院(MIT)也曾利用樂高積木,打造出一款可代替精密器材「微流控晶片」的實驗道具。

有中文字幕


更多【數位時代】精彩內容:《東元集團第8隻小金雞上市!東捷的誕生,來自一場部門大吵架
奧迪、福斯都把logo「壓扁了」,為什麼車廠紛紛換上新視覺設計?
樂高迷必看!樂高傳奇的50年歷史,都在這一篇講完了!