以电动汽车为例,目前电动汽车最大的问题就在于充电时间过长,无法像燃油车一样花几分钟加油就可以满血出发,动辄数小时的充电时间使得电动汽车难以满足长时间、长距离的行驶需求 。
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虽然可以通过加大充电线线径,扩大充电接口承载来实现更快的充电速度,背后的成本、安全性等问题都是一个又一个难关 。但是,如果可以使用超导材料来制作充电设施和设备,你会发现充电比加油还快,近乎无上限的功率可以短时间内将电池完全充满,电动汽车最大的难题将迎刃而解 。
同样的,从手机到其他各种移动设备,只要可以使用超导材料,那么充电的速度都将以秒为单位计算 。而且,高性能的手机、电脑等设备体积将进一步缩小,室温超导体的到来,甚至让我们有望实现超小体积的量子芯片 。
著名分析师郭明錤就直言,如果LK-99室温超导体被证实为真,那么未来的iPhone将会拥有超越当下量子计算机的性能 。此言一出,倒是引起了不少果粉的关注,实际上不仅仅是iPhone,所有的移动电子设备都会因室温超导体材料而得到巨大的性能提升 。
如今的超导体量子芯片系统,都需要借助超导体让完成信号传输等阶段,而常规的超导体必须在极低温度下才能正常运行,所以我们目前所看到的量子计算系统,往往都需要搭配一个庞大的冷却系统,让其中的超导体可以达到临界温度,同时也让量子计算机一直无法小型化 。
图源:知乎
而室温超导体材料的出现,确实有机会让我们将量子芯片小型化并部署到移动设备中,让手机这样的设备也可以拥有量子计算机的强大算力 。不过别高兴得太早,首先我并不看好量子芯片在手机等设备上的应用,我们如今的移动生态都是围绕传统半导体芯片所设计,而量子芯片的运算逻辑与传统芯片却有着天壤之别 。
如果说ARM和x86之间还可以通过编译器转换来互相兼容,而基于传统半导体芯片设计的指令集和系统,却几乎没有可能在量子芯片上正常运行,目前所有的量子系统都限于限定范围的运算,比如1号量子芯片被设计来解决A问题,那么在面对B问题时则会直接抓瞎 。
现如今人类的量子计算机,除了受限于超导体材料的限制无法缩小体积外,更大的问题是量子芯片的通用性无法解决,在解决这个问题之前,想要将量子芯片应用到消费级市场显然是不可能的,也没有意义的 。
室温超导体被誉为第四次工业革命的开端,其实更多是体现在工业领域上,光是电力超低损耗传输就可以让我们节省大量的能源损耗,并且更加灵活的调整全国电量分配、让西北的清洁能源可以穿过大半个中国传输到沿海工业区域,显著降低电力成本 。
以上只是常温超导的其中一个发力点,交通运输、工业生产、医疗、数码产品等,所有与电能有关的东西都将因此受益,进而反馈到整个社会中,这也是常温超导为何能够如此广泛关注的原因,因为它就是人类开启高效电力时代的钥匙 。
LK-99,真的是常温超导体吗?
自1911年卡末林·昂内斯发现金属汞可以在-268.95℃下呈现出超导状态以来,人类就一直在致力于寻找能够在更高的温度下保持超导状态的材料 。
图源:维基百科
目前能够量产的超导体材料,至少也需要在液氮的冷却下才能保持超导状态,至于还处于实验室阶段的材料中,超导临界温度最高是260K,也就是零下13度 。听起来也不低,但是对比动辄领先一两百度的超导体材料来说,已经算得上是“超高温超导材料” 。
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