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超導(dǎo)線路板技術(shù)取得進(jìn)展，有望革新電子計(jì)算領(lǐng)域
在電子計(jì)算領(lǐng)域,，傳統(tǒng)線路板的電阻損耗一直是限制設(shè)備運(yùn)行速度與能耗的關(guān)鍵因素,。而超導(dǎo)線路板憑借其在臨界溫度下電阻為零的特性,，能夠?qū)崿F(xiàn)無損耗信號(hào)傳輸與功耗運(yùn)行，成為行業(yè)未來發(fā)展的重要方向,。近期,，超導(dǎo)線路板技術(shù)研究取得階段性成果，為電子計(jì)算領(lǐng)域的跨越式發(fā)展帶來希望,。此次研發(fā)的超導(dǎo)線路板采用釔鋇銅氧（YBCO）超導(dǎo)材料,，這種材料具備出色的超導(dǎo)性能，但在制備過程中對(duì)工藝要求極為苛刻,?？蒲袌F(tuán)隊(duì)通過磁控濺射技術(shù)，在藍(lán)寶石基板上成功制備出厚度 50nm 的超導(dǎo)薄膜,。在制造工藝上,，利用光刻與離子束刻蝕技術(shù)，制作出寬度 1μm 的超導(dǎo)微帶線,，該精度確保了信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與高效性,。經(jīng)測(cè)試，在 77K 液氮環(huán)境下,，超導(dǎo)線路板的信號(hào)傳輸速度提升 10 倍,，功耗降低 99%。這一性能提升意味著電子計(jì)算設(shè)備將擺脫傳統(tǒng)線路板的束縛,，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行模式的徹底變革,。在模擬計(jì)算應(yīng)用中，搭載超導(dǎo)線路板的量子模擬芯片展現(xiàn)出強(qiáng)大的計(jì)算能力,。以藥物分子模擬研究為例,，傳統(tǒng)芯片需要數(shù)年時(shí)間才能完成的復(fù)雜模擬任務(wù)，使用該芯片可將研發(fā)周期縮短至數(shù)月,，極大地加速了新藥研發(fā)進(jìn)程,。在超級(jí)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，超導(dǎo)線路板的應(yīng)用效果同樣明顯,。某超級(jí)計(jì)算機(jī)中心引入超導(dǎo)線路板后,，系統(tǒng)能耗降低 80%，每年可節(jié)省電費(fèi)超千萬元,；運(yùn)算性能提升 5 倍,，能夠更快地處象預(yù)測(cè)、地質(zhì)勘探等對(duì)計(jì)算能力要求極高的任務(wù),，為科研和社會(huì)發(fā)展提供強(qiáng)大的算力支持,。盡管目前超導(dǎo)線路板仍面臨低溫環(huán)境限制等難題，需要液氮冷卻系統(tǒng)維持低溫，這不僅增加了設(shè)備的復(fù)雜性,，還提高了運(yùn)營(yíng)成本,。但隨著制冷技術(shù)的不斷發(fā)展，新型低溫制冷材料和小型化制冷設(shè)備的研發(fā)正在加速推進(jìn),。例如,，新型的固態(tài)制冷技術(shù)已取得初步進(jìn)展，有望實(shí)現(xiàn)更便捷,、高效的低溫環(huán)境維持,。預(yù)計(jì)在未來 10 - 15 年，超導(dǎo)線路板有望實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用,，屆時(shí)將徹底改變電子計(jì)算領(lǐng)域的格局，推動(dòng)人工智能,、密碼學(xué)等前沿領(lǐng)域飛速發(fā)展,，開啟電子計(jì)算的新紀(jì)元。
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