科學家從「全宇宙最冷」的樂高積木,發現建造量子電腦潛力
科學家從「全宇宙最冷」的樂高積木,發現建造量子電腦潛力

風行全球,大人小孩都喜愛的樂高積木,科學家從中看見改變未來的曙光。英國蘭卡斯特大學近期發表一項新研究,研究人員將樂高積木冷卻至逼近絕對零度(攝氏-273度),發現用於打造量子電腦的可能性。

樂高誕生於1947年,是款橫跨各個年代的暢銷玩具。現在蘭卡斯特大學的超低溫物理研究團隊想要更進一步,探索其在極低溫環境下的特性。

放入極冷環境實驗,發現樂高的隔熱特性

研究人員將疊成4塊的樂高積木,以及一個樂高人偶放入稀釋冷凍器(dilution refrigerator)中,降溫至70mK至1.8K(0K代表絕對零度)的環境裡,觀察樂高積木的熱傳導效果。

dilution refrigerator
蘭卡斯特大學的稀釋冷凍器可達到只比絕對零度高千分之一度的極低溫。
圖/ YouTube

根據蘭卡斯特大學介紹,他們的稀釋冷凍器是全球最強悍的冷卻裝置,可以達到逼近絕對零度的低溫,按照科學家們的比喻,如果稀釋冷凍器的溫度是一塊樂高積木,那麼外太空的溫度就是一座30公尺塔樓,室溫則是一座3,000公尺的高山。

超低溫物理研究團隊透過這項研究發現, 樂高積木在逼近絕對零度時,是極佳的隔熱材料,可作為昂貴隔熱材料的廉價替代品,大大降低製造成本

lancaster lego
研究人員認為,樂高能成為當前昂貴隔熱材料的廉價替代品。
圖/ 蘭卡斯特大學

研究人員指出,光是一塊100平方公分Vespel(聚醯亞胺)塑膠薄板的價格,就可以購買一套完整的ABS樹脂(樂高原料)3D列印設備,根據《Wired》的計算,一塊樂高積木成本只要約10分美元。

隔熱又耐重,樂高能成為量子電腦的材料?

藉由這項研究,研究人員發現的一個可能性便是,樂高或許可以用於建造量子電腦。

高低溫物理學教授喬治.皮克特(George Pickett)表示,當處於室溫狀態,物質內的原子都太過活躍,唯有在極低溫環境原子才會變得「寧靜」,處於幾乎靜止的狀態,這正是量子電腦所需。

Quantum computer IBM1.jpg
量子電腦需處在近乎絕對零度的狀態下,才能維持量子疊加的狀態。圖為IBM量子電腦IBM Q。
圖/ IBM

量子電腦必須在接近絕對零度下,才能維持量子疊加的狀態,為實現極低溫的環境,就需要近乎熱絕緣的隔熱材料,樂高這項特性賦予它成為建造量子電腦材料的潛力。

另外,樂高也擁有優秀的承重能力,一塊小小的積木可以承受300公斤重量而不致變形,是種非常高強度的材料,有相當大的發揮空間。

有趣的是,樂高或許不會是第一款讓你驚訝的量子電腦材料。「牙線」在低溫下優秀的隔熱能力,以及不致嚴重收縮的特性,讓它成為IBM捆綁量子電腦大量管線的工具。

長久以來,樂高一直是備受研究人員青睞的實驗道具。樂高有著規格統一、高精密度製造的特性,從世界各地任選兩塊積木,都能緊密貼合。過去麻省理工學院(MIT)也曾利用樂高積木,打造出一款可代替精密器材「微流控晶片」的實驗道具。

有中文字幕

資料來源:NatureGizmodo蘭卡斯特大學

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責任編輯:陳映璇

關鍵字: #量子電腦
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告別「極速迷思」!Opensignal 國際評比揭密:什麼才是 5G 時代的好網路?
告別「極速迷思」!Opensignal 國際評比揭密:什麼才是 5G 時代的好網路?

過去,下載速度是評價電信服務的重要指標,但在 5G 成為工作、娛樂、生活不可或缺的數位基礎設施後,消費者發現,再快的網速,如果不能讓其在人潮聚集、高速移動或室內空間維持穩定連線,即無法轉換成好的使用體驗,也因如此,衡量「好網路」的標準,也逐漸從追求測速數字,轉向任何時間、任何地點都能穩定連線的使用體驗。

這樣的轉變,也反映在國際權威網路分析機構 Opensignal 公布的評比結果。今年初,台灣大哥大不僅率先奪下「 4G/5G 在線率全球 No.3、全台 No.1 」國際級榮譽,在 Opensignal 最新公布的台灣行動網路體驗報告中,更一舉斬獲全台獨有的「可靠性體驗」與「品質一致性」No.1 雙冠王,同時,包辦全台整體影音體驗 No.1、全台整體語音體驗 No.1、全台 5G 語音體驗 No.1 以及全台網路在線率 No.1 多項榮譽。

這些獎項反映的不只是網路順暢,更代表台灣大哥大長期投入頻譜布局、基地台建設與 5G 技術整合所累積的成果,也讓外界重新思考:究竟什麼才是真正的好網路?

真正的好網路,比的是長期穩定、而非單點測速

答案,就藏在 Opensignal 最具代表性的兩項評比指標──可靠性體驗(Reliability Experience)與品質一致性(Consistent Quality)。

相較於傳統下載速度只反映單一時間、單一地點的網路表現,這兩項指標更重視使用者在真實生活中的整體體驗,因此也是最能反映電信業者網路實力、最難取得的獎項。

「可靠性體驗」衡量的是使用者是否能順利完成各種數位應用,因此,考驗的是網路服務在關鍵時刻不中斷的能力。例如,搶購熱門演唱會門票、秒殺限量商品、超商結帳掃描 QR Code,或是重要的線上會議,都需要網路能即時回應、低延遲且持續運作。

而「品質一致性」則是衡量電信業者可否在不同時間、不同地點、不同網路負載下,都能維持一致的網路服務品質。無論是在跨年晚會、球賽等人潮密集場域,或是在高速移動時觀看串流影音、傳送 LINE 訊息、分享社群動態,確保維持穩定流暢,不因環境改變而明顯降速。

台灣大哥大能同時拿下這兩項全台第一,不僅代表網路速度表現優異,更證明其網路基礎建設具備高度穩定性與韌性,能在各種使用情境下提供一致且可靠的連線品質。

#0 告別「極速迷思」!Opensignal 國際評比揭密:什麼才是 5G 時代的好網路?
圖/ 台灣大哥大

世界級的體驗,來自看不見的技術布局

對使用者來說,網路很好用是一種感覺,但對電信業者來說,則是資金、時間與技術的長期累積與優化。

台灣大哥大能夠率先獲得 Opensignal 的 4G/5G 在線率全球 No.3 與六項台灣第一肯定,背後依靠的不是單一技術,而是長期累積的頻譜策略、基地台建設與網路架構:

首先,台灣大哥大是全台唯一擁有 700MHz+900MHz 雙低頻組合的業者,具備涵蓋範圍廣、穿透力強的特性,不僅能深入建築物室內,也能有效覆蓋偏鄉及高速移動場景,成為穩定連線的基礎。

另一方面,面對影音串流、AI 應用等高速傳輸需求,則由 3.5GHz 100MHz 大頻寬提供高容量傳輸能力,雖然這 100MHz 頻譜由 60MHz 與 40MHz 組成、物理位置並不連續,但透過 NRCA(5G 載波聚合)技術,可將分散頻譜智慧整合,即時進行流量分配、負載平衡與備援,大幅提升頻譜使用效率,讓尖峰時段與高流量場景依然維持穩定的網路品質。

#1 告別「極速迷思」!Opensignal 國際評比揭密:什麼才是 5G 時代的好網路?
圖/ 台灣大哥大

透過上述技術布局,台灣大哥大成功將之轉換為使用者最有感的體驗:無論是在地下室、車廂、偏鄉山區,或是大型活動現場,都能享有穩定、流暢且時刻在線的連線品質。

這樣的發展態勢也意味著:台灣 5G 競爭已從基地台數量與下載速度,進一步走向網路品質、使用體驗與基礎建設韌性的競爭;未來,隨著生成式 AI 、代理式 AI、雲端服務、XR 沉浸式體驗、自駕車與智慧城市快速發展,行動網路將成為支撐數位經濟的重要基礎設施。

總地來看,從 Opensignal 全球 4G/5G 在線率 No.3、全台 No.1,到六項第一的肯定,可以清楚看見:台灣大哥大打造的不只是更快的 5G,而是一套兼顧涵蓋、容量與穩定性的世界級網路架構,也重新定義了好網路的價值–真正重要的,不是測速最快,而是在任何時間、任何地點、任何情境,都能提供穩定且值得信賴的連線體驗,將成為推動台灣下一個數位經濟與 AI 浪潮最關鍵的堅實底座。

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