Im Bereich des Quantencomputings, das die Geheimnisse der mikroskopischen Welt erforscht, kann bereits die geringste Störung der experimentellen Umgebung zu erheblichen Abweichungen der Berechnungsergebnisse führen. Die Granitbasis hat sich aufgrund ihrer herausragenden Eigenschaften zu einer unverzichtbaren Schlüsselkomponente in Quantencomputing-Laboren entwickelt und gewährleistet grundlegend die Genauigkeit und Stabilität der Experimente.
Ultimative Stabilität: Eine undurchdringliche Mauer gegen äußere Störungen
Quantencomputer basieren auf den fragilen Quantenzuständen von Qubits. Externe Vibrationen, Temperaturänderungen oder sogar Schwankungen elektromagnetischer Felder können zum Kollaps dieser Quantenzustände und damit zu ungültigen Berechnungsergebnissen führen. Granit, ein natürlich dichtes Gestein, besitzt einen extrem niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten von nur (4–8) × 10⁻⁶/℃. Bei Temperaturschwankungen im Labor ändert sich seine Größe kaum, wodurch er eine stabile Basis für die Quantencomputer bietet. Gleichzeitig verleiht die einzigartige innere Kristallstruktur des Granits ihm hervorragende Dämpfungseigenschaften mit einem Dämpfungsgrad von bis zu 0,05–0,1. Er kann über 90 % der von außen übertragenen Vibrationsenergie innerhalb von 0,3 Sekunden dämpfen und so die durch den Betrieb der Geräte und die Bewegungen des Personals im Labor verursachten Vibrationsstörungen effektiv isolieren. Dadurch wird sichergestellt, dass die Qubits ihren Quantenzustand in einer stabilen Umgebung beibehalten.
Präzisionsreferenz: Der "Anker" zur Sicherstellung der Messgenauigkeit
In Quantencomputer-Experimenten ist die präzise Messung des Zustands von Qubits der Schlüssel zu effektiven Rechenergebnissen. Die Granitbasis wurde ultrapräzise bearbeitet, mit einer Ebenheit von ±0,1 μm/m und einer Oberflächenrauheit Ra ≤ 0,02 μm. Sie bietet eine nahezu perfekte Montagefläche für hochpräzise Sensoren, Laserinterferometer und andere Messinstrumente in Quantencomputern. Diese hochpräzise Referenzebene gewährleistet jederzeit genaue relative Positionen zwischen den Instrumenten und vermeidet Messfehler durch unebene oder verformte Basen. Dadurch werden die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der experimentellen Daten im Quantencomputing erhöht.
Isolation und Antimagnetismus: Die „Sicherheitsbarriere“ zum Schutz von Quantenzuständen
Qubits reagieren sehr empfindlich auf elektromagnetische Felder, und herkömmliche Metallbasen können elektromagnetische Induktion oder statische Elektrizität erzeugen, was die Stabilität von Quantencomputern beeinträchtigt. Granit ist ein nichtmetallisches Material mit natürlichen Isolations- und antimagnetischen Eigenschaften. Es interagiert weder mit den umgebenden elektromagnetischen Feldern noch erzeugt es statische Elektrizität, die Staub anzieht oder den Betrieb von Geräten stört. Diese Eigenschaft schafft eine reine elektromagnetische Umgebung für Quantencomputer, sodass Qubits störungsfrei arbeiten und die Fehlerrate von Berechnungen effektiv reduziert werden kann.
Langlebig und zuverlässig: Die „solide Basis“ für einen langfristig stabilen Betrieb.
Quantencomputerexperimente erfordern oft einen kontinuierlichen Betrieb über lange Zeiträume, wodurch die Anforderungen an die Haltbarkeit der Trägerbasis der experimentellen Geräte extrem hoch sind. Granit zeichnet sich durch hohe Härte und starke Verschleißfestigkeit mit einer Mohs-Härte von 6 bis 7 aus. Selbst unter der langfristigen Belastung durch Quantencomputer und häufige Geräte-Debuggings ist er verschleiß- und verformungsbeständig. Gleichzeitig besitzt er stabile chemische Eigenschaften, ist beständig gegen Säuren und Laugen, kann sich an verschiedene chemische Reagenzien im Labor anpassen und hat eine Lebensdauer von mehreren Jahrzehnten. Somit bietet er eine langfristig stabile und zuverlässige Unterstützung und gewährleistet die Funktionsfähigkeit von Quantencomputerlaboren.
Im Spitzentechnologiefeld des Quantencomputings haben sich Granitfundamente aufgrund ihrer Stabilität, Präzision, Isolationsfähigkeit und Langlebigkeit zu Kernelementen für den Aufbau hochpräziser experimenteller Umgebungen entwickelt. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Quantencomputertechnologie werden Granitfundamente auch künftig eine unverzichtbare Rolle bei der Förderung von Forschung und Anwendung des Quantencomputings spielen.
Veröffentlichungsdatum: 24. Mai 2025