“量子”是一个令人不明觉厉的词。新闻里经常说起量子物理、量子力学，但是“量子”到底是什么意思？当“量子”和“计算”结合在一起，似乎进入了21世纪最激动人心的未来领域。当一个工科女生刚刚踏入这个神秘的领域时，她知道自己将面临的是个怎样的世界吗？今天这位嘉宾将为我们介绍她如何在最微观的世界里探索更强大的计算机。

本期嘉宾

Jiaying Yang，瑞典查尔姆斯理工大学量子技术方向工业博士，现在在同一个研究组做工业博后。她的研究内容为分布式量子计算，主要探索怎么让超导量子比特“连起来”，让量子计算机变得更大、更强。

本期知识点

量子和量子比特是什么？

量子是微观世界里的“最小单位”——很多我们在日常生活中觉得是连续的东西，在微观层面其实是一份一份的。比如光，在宏观上是波，但在微观上是粒子，一份光就叫“光子”。

量子比特，是量子计算机的基本单位，就像传统计算机里的“比特”那样。传统计算机是靠“0”和“1”这两个状态来运算的，单比特只能处于其中之一的状态。而量子比特可以同时处在“0”和“1”之间的某种叠加状态。这个特性让它在处理特定问题时，可能比传统计算机更高效，也更强大。

什么是分布式量子计算？

除了做一台巨大的量子计算机，我们也可以通过让几台小的量子芯片互联，一起完成更复杂的任务，以实现量子计算机的规模扩展。

怎么让超导量子芯片互联？

Jiaying 的研究方向，是如何在两个超导量子芯片之间传递量子信息。通过用一根电缆把两个芯片连起来，让一个芯片发出一个飞行光子——一种能携带量子信息的微波信号，它会沿着电缆高速传播——最终再被另一个芯片接收。

这里的超导量子芯片是量子计算的一种物理实现方式。超导量子比特其实是一种由电容和一种叫“约瑟夫森结”的电感构成的电路。这些器件在超导状态下才能正常工作——也就是说，电路的材料（比如铝）要在极低的温度下电阻降为零，才能进入“超导”状态。同时低温环境可以更好的将环境中的噪声隔离。这就是为什么实验需要使用稀释制冷机，把芯片冷却到接近绝对零度（约零下273度）的环境中。

另外，超导量子比特的控制和测量需要使用微波信号，因为这些比特的工作频率正好落在微波频段。我们可以用微波仪器向芯片发出非常精确的脉冲，也可以接收芯片返回的微波信号，来判断量子比特的状态。

时间轴

06:15 分数高的专业肯定有它的合理性

15:52 学生时代唯一一次挂科就是量子力学

27:13 我的工作是让两个量子芯片实现互联

33:15 电子信息工程是个万金油的专业

46:09 AI领域的性别比例越来越平衡

51:28 在读博的过程中逐渐忘掉专业背景的束缚

本期节目使用的音乐

本期嘉宾推荐

五条人《十年水流东十年水流西》

【本期主播】

海云：文化研究博士，一个做媒体的

红总：传播学博士，一个留学咨询师

【制作团队】

·制作人：响子、Daytun

·出品人：红总

【出品方】

上海杭苇教育科技有限公司

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【50】量子技术博士：在最微观的世界里探索世界互联

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