超導計算機英文解釋翻譯、超導計算機的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【計】 superconductivity computer

分詞翻譯：

超導的英語翻譯：

superconduct
【計】 superconducting; superconductiog
【化】 superconductance

計算機的英語翻譯：

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

專業解析

超導計算機（Superconducting Computer）指利用超導材料在臨界溫度下呈現零電阻和完全抗磁性（邁斯納效應）等特性構建的電子計算設備。其核心原理是通過超導态下的約瑟夫森結（Josephson Junction）實現高速、低功耗的開關與信號處理，理論上運算速度可達傳統半導體計算機的數百倍，同時能耗顯著降低。

一、核心特性與技術原理

超導基礎
超導材料在低于臨界溫度（如铌三錫為18K）時電阻突降至零，電流傳輸無損耗。配合液态氦/氮冷卻系統，超導電路可維持穩定工作狀态。

約瑟夫森結
兩片超導體夾薄絕緣層的結構構成量子隧穿器件，可在皮秒（10⁻¹²秒）内完成狀态切換，是超導計算機的邏輯門基礎。

能效優勢
零電阻特性消除焦耳熱，單門操作能耗約10⁻¹⁹焦耳，比矽基芯片低3個數量級，突破傳統計算機的散熱瓶頸。

二、應用場景與發展現狀

量子計算載體
超導量子比特（如IBM、谷歌采用的transmon量子比特）是當前量子計算機的主流物理實現之一，通過微波脈沖操控量子态完成并行計算。

高性能計算突破
日本理化研究所開發的超導神經形态芯片“CMOS-SFQ”融合傳統CMOS與超導單磁通量子技術，實現每秒400億次突觸操作。

軍事與科研領域
美國國防部資助的超導處理器項目（如C3）緻力于構建低延遲、抗輻射的指揮控制系統；歐洲核子中心（CERN）利用超導電路處理粒子對撞數據。

三、挑戰與前景

制冷成本：維持4K以下低溫需複雜制冷設備，限制民用化進程。
材料工藝：高純度铌膜制備與納米級結加工依賴尖端微納制造技術。
未來方向：高溫超導材料（如钇鋇銅氧臨界溫度92K）與新型拓撲量子比特研究有望推動實用化進程。

權威來源：中國電子學會《超導電子技術發展報告》(2023)、中科院超導電子學實驗室年度研究綜述、IEEE Transactions on Applied Superconductivity期刊論文。

網絡擴展解釋

超導計算機是一種利用超導材料和約瑟夫遜效應原理制造的高性能計算設備，其核心特征在于接近零電阻下的超低能耗與超高速運算能力。以下是詳細解析：

一、核心原理

超導現象：當某些材料（如铌系金屬）冷卻至接近絕對零度（約-273.15℃或4.2K液氦溫區）時，電阻會完全消失，電流可無損耗傳輸。
約瑟夫遜效應：由英國物理學家約瑟夫遜于1962年提出，指超導體/絕緣層/超導體夾層結構中的“庫柏對”量子隧穿現象，可制造超高速開關器件（約瑟夫遜結），其響應速度達皮秒級（10⁻¹²秒）。

二、技術優勢

速度提升：約瑟夫遜元件開關速度比半導體快10倍，理論運算速度可達傳統計算機的15倍。
能耗極低：功耗僅為半導體器件的千分之一，大幅減少散熱需求。
微型化潛力：低發熱特性允許更密集的元件排布，顯著縮小設備體積。

三、應用領域

軍事：導彈目标識别系統實時處理圖像數據。
醫療：解析心腦微弱磁場信號（如腦磁圖監測）。
科研：天文觀測中突發電磁波信號的高速處理（如超新星爆發）。
通用計算：作為加速器模塊提升普通計算機性能至超算水平。

四、當前挑戰

低溫依賴：需液氦冷卻維持超導态，大幅增加系統複雜性與成本。
材料限制：高溫超導材料（如陶瓷氧化物）尚未實現穩定器件應用。
技術成熟度：雖已有實驗性超導計算機，但距離大規模商用仍需突破。

如需進一步了解技術細節或最新進展，可參考權威科研文獻或機構報告。