
【计】 cryogenic memory; cryogenic storage
low temperature; microtherm
【化】 subzero
【医】 hypothermia; hypothermy
storage; store
【计】 M; memorizer; S
低温存储器(dī wēn cún chǔ qì)指在极低温度环境下工作,利用超导、量子等物理特性实现数据存储的专用设备。其核心目的是通过低温抑制热噪声,提升存储器的性能与稳定性,尤其在量子计算、高性能计算领域至关重要。
中文全称:低温存储器
英文对应:Cryogenic Memory
技术定义:指在液氮(77K)或液氦(4K)温度下运行的存储单元,利用超导材料或量子态特性实现高速、低功耗数据存储。参考来源:IEEE电气电子工程师学会术语库。
技术分类
低温环境作用
温度降至4K时,金属电阻趋近于零(超导态),热噪声降低至$10^{-18}$ W/Hz量级,显著减少数据错误率。计算公式:
$$ R = R_0 e^{-Delta / kT} $$
其中$Delta$为超导能隙,$k$为玻尔兹曼常数。
性能优势
类型 | 工作温度 | 存取速度 | 功耗 | 技术成熟度 |
---|---|---|---|---|
超导存储器 | 4K (-269℃) | 0.5 ps | μW级 | 实验室验证 |
半导体存储器 | 300K (27℃) | 10 ns | mW~W级 | 大规模商用 |
量子存储器 | 20 mK | 1~100 μs | nW级 | 原理验证 |
注:技术参数综合自《Nature Electronics》2023年刊载的超导计算综述及英特尔低温存储研究白皮书。
"低温存储器"是结合低温技术与数据存储功能的专用设备,其解释可从以下三方面展开:
低温存储器(Cryogenic Memory)是以超低温环境(通常低于-150℃)为运行条件的计算机存储器件。这类设备利用低温物理特性(如超导效应)提升存储性能,属于存储器技术的高端分支。基础定义可参考、6、8对存储器的通用解释,即"保存二进制数据的计算机部件"的低温实现形态。
通过将存储介质置于极低温环境(如液氮温度-196℃),实现:
领域 | 典型场景 | 温度范围 |
---|---|---|
量子计算 | 量子比特存储 | -273℃附近 |
超算中心 | 超导存储器模块 | -196℃(液氮) |
生物医疗* | 样本存储(非计算机范畴) | -80℃~-150℃ |
注:生物医疗低温存储(如所述)虽使用低温技术,但属于样本保存设备,与计算机存储器有本质区别。
需要区分该词在不同语境下的含义:
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