常溫超導(dǎo)若實(shí)現(xiàn)iPhone可敵量子計(jì)算機(jī)真的嗎？

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常溫超導(dǎo)若實(shí)現(xiàn)iPhone可敵量子計(jì)算機(jī)真的嗎?

韓國(guó)科學(xué)家發(fā)論文稱(chēng)發(fā)現(xiàn)常溫常壓超導(dǎo)體“LK-99”的事情引發(fā)全球關(guān)注。8月2日，天風(fēng)國(guó)際證券分析師郭明錤對(duì)此表示，常溫常壓超導(dǎo)體的商業(yè)化還沒(méi)有時(shí)間表，但是未來(lái)它將對(duì)消費(fèi)電子領(lǐng)域的產(chǎn)品設(shè)計(jì)產(chǎn)生顛覆性影響。

郭明錤表示，計(jì)算機(jī)與消費(fèi)電子的技術(shù)與材料創(chuàng)新，都是為了要實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)算、高頻高速傳輸、小型化等要求，而超導(dǎo)狀況 (電阻消失) 特性將會(huì)顛覆既有的產(chǎn)品設(shè)計(jì)以及材料與技術(shù)的采用，例如：不再需要散熱系統(tǒng)、光纖 / 高端 CCL (覆銅板) 被取代、先進(jìn)制程門(mén)檻降低等，即便是小如 iPhone 的移動(dòng)設(shè)備，都能擁有與量子計(jì)算機(jī)匹敵的運(yùn)算能力。

常溫超導(dǎo)實(shí)現(xiàn)后的世界

連日來(lái)，“室溫超導(dǎo)”頻上熱搜。

7月上旬，韓國(guó)科研團(tuán)隊(duì)宣稱(chēng)，研制出世界上首個(gè)室溫常壓超導(dǎo)體，引發(fā)全球關(guān)注。有網(wǎng)友表示，人類(lèi)世界的未來(lái)之門(mén)即將開(kāi)啟。

隨之而來(lái)的，是全世界許多實(shí)驗(yàn)室都進(jìn)入室溫超導(dǎo)的復(fù)現(xiàn)狂潮。8月1日下午3點(diǎn)多，華科大UP主“關(guān)山口男子技師”公布視頻，宣布成功復(fù)現(xiàn)該材料。

“室溫超導(dǎo)”為何如此轟動(dòng)?復(fù)現(xiàn)的“室溫超導(dǎo)體”能否驗(yàn)真?

韓國(guó)研究團(tuán)隊(duì)有待證實(shí)的室溫超導(dǎo)材料

LK-99為何引發(fā)全球關(guān)注?

7月22日，韓國(guó)量子能源研究中心、高麗大學(xué)等團(tuán)隊(duì)研究人員公布預(yù)印本網(wǎng)站arXiv提交了論文，宣稱(chēng)研制出世界上首個(gè)室溫常壓超導(dǎo)體，被命名為L(zhǎng)K-99。

研究團(tuán)隊(duì)表示，比起過(guò)去所發(fā)現(xiàn)的超導(dǎo)材料，這次發(fā)明的材料只要在常壓約127℃(Tc≥400k)以下，就能表現(xiàn)出超導(dǎo)性，并附上視頻“證據(jù)”。

消息一出，學(xué)術(shù)圈“炸鍋”。尋找室溫超導(dǎo)體，是近百年來(lái)物理學(xué)家們的追索的方向和目標(biāo)。

超導(dǎo)體與普通導(dǎo)電材料不同， 具備“零電阻”和“完全抗磁性”兩個(gè)特性。

其中，“零電阻”是指電阻為0，當(dāng)電流通過(guò)它，無(wú)論超導(dǎo)材料有多長(zhǎng)，都不會(huì)在超導(dǎo)材料內(nèi)發(fā)生任何損耗，應(yīng)用潛力非常可觀。

“完全抗磁性”是指，將超導(dǎo)體置于磁場(chǎng)之中，磁力線(xiàn)卻無(wú)法穿過(guò)超導(dǎo)體，超導(dǎo)體內(nèi)部磁場(chǎng)依然為零——這是物理學(xué)中著名的邁斯納效應(yīng)。

不過(guò)，所有的超導(dǎo)體都無(wú)法在常溫常壓下呈現(xiàn)超導(dǎo)狀態(tài)，要讓它們發(fā)揮作用，往往需要極低溫環(huán)境，以及極高壓環(huán)境，這一苛刻條件就限制了超導(dǎo)材料發(fā)揮最大的作用。

尋找“室溫超導(dǎo)體”之路并不容易。今年3月，美國(guó)有科研團(tuán)隊(duì)宣稱(chēng)發(fā)現(xiàn)新型材料在21攝氏度以及1GPa條件下實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象，幾天之后，南京大學(xué)物理學(xué)院教授聞海虎團(tuán)隊(duì)便公布了重復(fù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，推翻了該室溫超導(dǎo)研究結(jié)果，相關(guān)論文于5月11日發(fā)表于《自然》雜志。

如今，僅時(shí)隔4個(gè)多月，韓國(guó)科研團(tuán)隊(duì)就又宣稱(chēng)在室溫超導(dǎo)領(lǐng)域有了石破天驚的發(fā)現(xiàn)。

物理學(xué)家苦苦尋找了100多年的“理想超導(dǎo)體”是否近在眼前，人類(lèi)世界是否真的將因此改變?許多實(shí)驗(yàn)室開(kāi)始復(fù)現(xiàn)。

中國(guó)團(tuán)隊(duì)復(fù)現(xiàn)驗(yàn)證懸浮現(xiàn)象

8月1日，B站UP主“關(guān)山口男子技師”首發(fā)視頻宣布，他所在的實(shí)驗(yàn)室已合成了可以磁懸浮的LK-99晶體。視頻簡(jiǎn)介顯示，該UP主來(lái)自華中科技大學(xué)，其所在的團(tuán)隊(duì)是由華中科技大學(xué)材料學(xué)院教授常海欣帶領(lǐng)，成員是博士后武浩、博士生楊麗。

在“關(guān)山口男子技師”發(fā)布的兩個(gè)視頻中，一個(gè)是復(fù)現(xiàn)的LK-99晶體，樣品比牙簽還細(xì)，當(dāng)把一個(gè)釹鐵硼磁體緩慢靠近材料下面時(shí)，樣品豎了起來(lái)，表現(xiàn)出斥力。第二個(gè)視頻是補(bǔ)充，當(dāng)UP主用磁鐵吸引樣品時(shí)，沒(méi)有吸引力，材料體現(xiàn)的不是鐵磁性——由此，證明了實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物具備一定的抗磁性。

在公開(kāi)范圍內(nèi)，華科大團(tuán)隊(duì)復(fù)現(xiàn)了全世界首個(gè)可以表現(xiàn)出磁懸浮現(xiàn)象的LK-99的樣品。

兩個(gè)視頻引發(fā)網(wǎng)友們紛紛留言。截至發(fā)稿時(shí)，兩個(gè)視頻的瀏覽量加起來(lái)超過(guò)了740萬(wàn)。

不過(guò)，抗磁性只是超導(dǎo)體的必要條件——換句話(huà)說(shuō)，超導(dǎo)體都有抗磁性，但是有抗磁性的不一定都是超導(dǎo)體。

因此，截至目前，該樣品還不能完全被確認(rèn)為復(fù)現(xiàn)的室溫超導(dǎo)體。接下來(lái)還需要測(cè)量磁化率以及是否具有零電阻效應(yīng)。

UP主也承認(rèn)，目前只針對(duì)一片幾十微米大小的樣品，驗(yàn)證了邁斯納效應(yīng)。但是，由于接下來(lái)的測(cè)電阻步驟可能破壞樣品，他表示實(shí)在不敢動(dòng)。所以，現(xiàn)在正在加急燒第三批爐子(制備樣品)。

8月1日晚，潮新聞?dòng)浾咧码姵：Ｐ?，?duì)方明確表示B站視頻為其團(tuán)隊(duì)所發(fā)布，接下來(lái)還會(huì)公布相關(guān)的論文或公告，其他的內(nèi)容暫時(shí)不便回應(yīng)。

常溫超導(dǎo)是什么意思?

超導(dǎo)就是超級(jí)導(dǎo)電，其電阻為0，電流流經(jīng)超導(dǎo)體時(shí)不會(huì)產(chǎn)生熱損耗。

讓我們想象一下沒(méi)有熱損耗的世界是怎樣的?

電子產(chǎn)品不再需要考慮散熱問(wèn)題，手機(jī)電腦變得小而輕，運(yùn)行速度極大提升;

無(wú)需開(kāi)采化石能源，電動(dòng)汽車(chē)全面取代燃油汽車(chē);

家庭用電量大幅降低，燈泡卻更亮了……

這或許是一場(chǎng)改變?nèi)祟?lèi)社會(huì)的能源革命!。

什么是超導(dǎo)和常溫超導(dǎo)?

超導(dǎo)是指在特定的低溫條件下，某些材料的電阻率會(huì)突然下降到零，這使得電流可以在沒(méi)有任何電阻的情況下無(wú)限期地在材料中流動(dòng)。超導(dǎo)現(xiàn)象最初是在1911年由荷蘭物理學(xué)家海因里?！た邓固苟　W內(nèi)斯發(fā)現(xiàn)的，當(dāng)時(shí)他正在研究在接近絕對(duì)零度溫度下的汞的電阻。

而常溫超導(dǎo)，則是指在我們?nèi)粘Ｉ畹臏囟葪l件下也能實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象的材料或系統(tǒng)。這是一個(gè)長(zhǎng)期以來(lái)在物理學(xué)界夢(mèng)寐以求的目標(biāo)，因?yàn)槿绻麑?shí)現(xiàn)了常溫超導(dǎo)，我們將能夠利用超導(dǎo)現(xiàn)象在眾多領(lǐng)域中進(jìn)行無(wú)損耗的能量傳輸，這在理論上將極大地提高能源的傳輸和使用效率。

常溫超導(dǎo)的重要性和應(yīng)用

常溫超導(dǎo)的應(yīng)用前景非常廣闊。在能源傳輸方面，超導(dǎo)材料可以用于制成無(wú)損耗的電力線(xiàn)路，大大提高電力傳輸效率，降低能源消耗。在醫(yī)療設(shè)備方面，超導(dǎo)材料可以用于制造更高效的磁共振成像(MRI)設(shè)備，提高醫(yī)療影像的清晰度和準(zhǔn)確性。此外，超導(dǎo)材料還可以用于制造高精度的科學(xué)儀器，如粒子加速器和量子計(jì)算機(jī)等。