量子電腦硬體
把超導量子位元以稀釋冷凍機冷卻到約 10～20 mK 再運作，主要理由為下列何者？
- A讓配線與接面進入超導狀態，並使熱造成的量子位元激發與熱雜訊足夠小
- B低溫會使矽的能隙變寬，量子位元的頻率因而提高
- C低溫下電子遷移率提高，邏輯閘操作可比室溫快 1,000 倍
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正確答案：A. 讓配線與接面進入超導狀態，並使熱造成的量子位元激發與熱雜訊足夠小
Transmon 使用的鋁在約 1.2 K 以下成為超導體，電阻造成的損耗消失。此外，頻率約 5 GHz 的量子位元，其能量 hf 換算成溫度約為 0.24 K，若不冷卻到熱能 kT 遠小於此值，量子位元就會因熱而被激發到 |1⟩，熱雜訊也會從配線進入。因此液態氦溫度的約 4 K 並不夠，必須使用氦-3 與氦-4 混合液的稀釋冷凍機冷卻到約 10 mK。量子位元的速度不是由遷移率決定，超導量子位元也不使用矽的能隙。
- A. 正確。目的是維持超導，並使熱能 kT 遠小於量子位元的能量 hf。
- B. 超導量子位元不使用矽的能隙。頻率由接面與電容的電路參數決定。
- C. 冷卻的目的不是速度，而是進入超導狀態，以及抑制熱造成的激發與雜訊。