速看!常温超导若实现iPhone可敌量子计算机

|文凤

高频高速传输和小型化,而超导状态的特性意味着电阻的消失,将彻底改变现有的产品设计和材料/技术的采用,下面是小编为大家整理的速看!常温超导若实现iPhone可敌量子计算机,如果喜欢请收藏分享!

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分析师郭明錤认为,常温常压超导体商业化的时程并没有任何能见度,但未来若能够顺利商业化,将对计算器与消费电子领域的产品设计有颠覆性的影响。计算器与消费电子的技术与材料创新,都是为了要实现高速运算、高频高速传输、小型化等要求,而超导状况 (电阻消失) 特性将会颠覆既有的产品设计与材料/技术采用,如不再需要散热系统、光纤/高阶CCL被取代等,让即便是小如iPhone的行动装置,都能拥有与量子计算机匹敌的运算能力。

根据分析师郭明錤的观点,常温常压超导体的商业化时程目前尚不确定,但如果能够成功商业化,将对计算器和消费电子产品的设计产生颠覆性的影响。在当前的计算器和消费电子领域,技术和材料的创新主要是为了实现高速运算、高频高速传输和小型化等要求。然而,常温常压超导体的特性(即电阻消失)将彻底改变现有的产品设计和材料/技术应用,例如不再需要散热系统,光纤和高级电路板也将被取代。这意味着即使是像iPhone这样的移动设备也能拥有与量子计算机相媲美的运算能力。

常温常压超导体是一种能够在常温和常压条件下表现出超导性的材料。传统的超导体需要极低的温度和高压才能发挥超导特性,这限制了其在实际应用中的可行性。然而,如果能够开发出常温常压超导体,并将其商业化,将会在计算器和消费电子领域引起巨大的变革。

首先,常温常压超导体的商业化将消除散热系统的需要。目前,计算器和消费电子产品需要散热系统来排除产生的热量,以保持设备的正常运行。然而,常温常压超导体具有电阻消失的特性,不会产生过多的热量,因此不再需要散热系统。这将使产品设计更加简化,减少了体积和重量。

其次,常温常压超导体的商业化将替代光纤和高级电路板。目前,光纤和高级电路板用于高速数据传输和电路连接。然而,常温常压超导体具有高频高速传输的能力,可以实现更快的数据传输和更稳定的电路连接,因此可以取代光纤和高级电路板。这将使产品更加紧凑和高效。

最重要的是,常温常压超导体的商业化将带来计算能力的巨大提升。常温常压超导体具有电阻消失的特性,可以实现超高速的运算能力。这意味着即使是小型的移动设备,如iPhone,也可以拥有与量子计算机相媲美的运算能力。这将推动计算器和消费电子产品的发展,为用户带来更快、更强大的体验。

然而,分析师郭明錤也指出,常温常压超导体商业化的时程目前尚不确定。尽管科学界一直在努力研究和开发常温常压超导体,但要实现商业化仍然面临许多挑战。因此,我们需要继续关注科学研究的进展,并期待常温常压超导体能够尽快实现商业化,为计算器和消费电子领域带来颠覆性的影响。

什么是室温超导

室温超导是指在常温下出现超导现象,即在无电阻的情况下传导电流。传统上,超导材料需要在非常低的温度下才能实现无电阻传输,通常在液氮(77K)以下的温度范围内。然而,室温超导的出现为超导技术的发展带来了一次革命性的变革,可能会带来巨大的经济和科技上的影响。

什么叫超导体

超导体是一种在某一温度下,电阻为零的导体。这意味着超导体可以无损耗地传输电流,产生强大的磁场,并实现高效的能源利用。

其实超导技术的应用范围十分广泛,在输电、电机、交通运输、航天、微电子、电子计算机、通信、核物理、新能源、生物工程、医疗以及军事装备等领域,都已展现出灿烂夺目的前景。

那常温超导体是什么?它有什么优势?

目前已知的超导材料都需要在低温环境下才能表现出零电阻特性。这些低温超导材料的临界转变温度 (Tc) 一般都低于77K(液氮沸点),甚至低于4.2K(液氦沸点)。

因此,低温超导材料的应用受到了制冷成本和技术难度的限制。如果能够发现或制造出在常温下就具有零电阻特性的材料,那么就可以大幅降低制冷需求,扩大超导技术的应用范围和市场规模。 这种在常温下就表现出零电阻特性的材料被称为常温超导体。常温指在室温或接近室温下(约20℃-30℃)。 常温超导体如果存在并被成功开发利用,将会对人类社会产生深远而革命性的影响。

例如: - 常温超导线路可以实现全球范围内无损耗地传输清洁能源(如太阳能、风能等),解决能源危机和气候变化问题;

风电机

- 常温超导计算机可以突破摩尔定律的限制,实现极高速度和极低功耗的信息处理;

- 常温超导磁悬浮列车可以达到音速以上的运行速度,缩短人们出行时间。

磁悬浮列车

现在盛传的 常温超导体的可行性如何?它是否可信? 常温超导体的存在与否一直是物理学界的一个梦想和挑战。虽然目前还没有理论能够完全解释超导现象的本质,但有许多实验和观测表明,超导材料的临界转变温度受到其结构、化学成分、外部压力等因素的影响。

因此,科学家们一直在尝试通过改变材料的组成和条件来提高其临界转变温度,以期望接近或达到常温。 目前已经发现了一些高温超导材料,如铜氧化物、铁基化合物、镍氧化物等,它们的临界转变温度都高于77K(液氮沸点),甚至有些可以达到150K左右 。

然而,在2020年10月14日,《自然》杂志上发表了一篇具有里程碑意义的论文,宣布了一个令人震惊的消息:美国罗切斯特大学和内华达大学拉斯维加斯分校的研究团队,在实验室中成功制造出了第一个在常温下表现出零电阻特性的材料! 这个材料是由碳、硫和氢组成的混合物,在267.15K(21℃)时具有零电阻特性。这是迄今为止最高的临界转变温度,比之前最高记录提高了近120K!这项研究被认为是超导领域最重要和最具革命性的突破之一。

常温超导材料的应用前景

常温超导材料的出现,将极大地推动超导技术的应用。超导技术可以应用于能源传输、医学成像、磁悬浮交通等众多领域。例如,超导电缆可以将电能传输的损耗降到最低,提高能源利用效率;超导磁体可以用于医学成像,提高成像质量和减少辐射;超导磁悬浮列车可以实现高速、低噪音、低能耗的交通方式。

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