超导计算机英文解释翻译、超导计算机的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【计】 superconductivity computer

分词翻译：

超导的英语翻译：

superconduct
【计】 superconducting; superconductiog
【化】 superconductance

计算机的英语翻译：

adding machine; calculating machine; calculator
【计】 brain unit; computer; computing machinery; computor; FONTAC; ILLIAC IV
【经】 calculating machine

专业解析

超导计算机（Superconducting Computer）指利用超导材料在临界温度下呈现零电阻和完全抗磁性（迈斯纳效应）等特性构建的电子计算设备。其核心原理是通过超导态下的约瑟夫森结（Josephson Junction）实现高速、低功耗的开关与信号处理，理论上运算速度可达传统半导体计算机的数百倍，同时能耗显著降低。

一、核心特性与技术原理

超导基础
超导材料在低于临界温度（如铌三锡为18K）时电阻突降至零，电流传输无损耗。配合液态氦/氮冷却系统，超导电路可维持稳定工作状态。

约瑟夫森结
两片超导体夹薄绝缘层的结构构成量子隧穿器件，可在皮秒（10⁻¹²秒）内完成状态切换，是超导计算机的逻辑门基础。

能效优势
零电阻特性消除焦耳热，单门操作能耗约10⁻¹⁹焦耳，比硅基芯片低3个数量级，突破传统计算机的散热瓶颈。

二、应用场景与发展现状

量子计算载体
超导量子比特（如IBM、谷歌采用的transmon量子比特）是当前量子计算机的主流物理实现之一，通过微波脉冲操控量子态完成并行计算。

高性能计算突破
日本理化研究所开发的超导神经形态芯片“CMOS-SFQ”融合传统CMOS与超导单磁通量子技术，实现每秒400亿次突触操作。

军事与科研领域
美国国防部资助的超导处理器项目（如C3）致力于构建低延迟、抗辐射的指挥控制系统；欧洲核子中心（CERN）利用超导电路处理粒子对撞数据。

三、挑战与前景

制冷成本：维持4K以下低温需复杂制冷设备，限制民用化进程。
材料工艺：高纯度铌膜制备与纳米级结加工依赖尖端微纳制造技术。
未来方向：高温超导材料（如钇钡铜氧临界温度92K）与新型拓扑量子比特研究有望推动实用化进程。

权威来源：中国电子学会《超导电子技术发展报告》(2023)、中科院超导电子学实验室年度研究综述、IEEE Transactions on Applied Superconductivity期刊论文。

网络扩展解释

超导计算机是一种利用超导材料和约瑟夫逊效应原理制造的高性能计算设备，其核心特征在于接近零电阻下的超低能耗与超高速运算能力。以下是详细解析：

一、核心原理

超导现象：当某些材料（如铌系金属）冷却至接近绝对零度（约-273.15℃或4.2K液氦温区）时，电阻会完全消失，电流可无损耗传输。
约瑟夫逊效应：由英国物理学家约瑟夫逊于1962年提出，指超导体/绝缘层/超导体夹层结构中的“库柏对”量子隧穿现象，可制造超高速开关器件（约瑟夫逊结），其响应速度达皮秒级（10⁻¹²秒）。

二、技术优势

速度提升：约瑟夫逊元件开关速度比半导体快10倍，理论运算速度可达传统计算机的15倍。
能耗极低：功耗仅为半导体器件的千分之一，大幅减少散热需求。
微型化潜力：低发热特性允许更密集的元件排布，显著缩小设备体积。

三、应用领域

军事：导弹目标识别系统实时处理图像数据。
医疗：解析心脑微弱磁场信号（如脑磁图监测）。
科研：天文观测中突发电磁波信号的高速处理（如超新星爆发）。
通用计算：作为加速器模块提升普通计算机性能至超算水平。

四、当前挑战

低温依赖：需液氦冷却维持超导态，大幅增加系统复杂性与成本。
材料限制：高温超导材料（如陶瓷氧化物）尚未实现稳定器件应用。
技术成熟度：虽已有实验性超导计算机，但距离大规模商用仍需突破。

如需进一步了解技术细节或最新进展，可参考权威科研文献或机构报告。