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多くの超伝導量子コンピューターは、深宇宙よりも冷たい温度まで冷やした特別な冷却装置の中に置かれなければなりません。

なぜそんなに冷たく保つ必要があるのでしょうか?

誤りを招く熱とノイズを減らすため
超伝導量子ビットは絶対零度(約-273℃)付近で動作します。わずかな熱でも振動とノイズが生じ、壊れやすい量子状態を破壊するからです。冷却には希釈冷凍機が使われます。

こうしたマシンが極低温に保たれるのは、誤りの原因となる熱とノイズを減らすためである。超伝導量子ビットはきわめて繊細な量子状態を維持することに頼っており、わずかな余分な熱エネルギーがあるだけでランダムな振動や電気的ノイズが発生し、量子ビットをその状態から外してしまう。これを「デコヒーレンス」と呼ぶ。宇宙空間よりも冷たい温度まで冷やすことで、周囲の熱エネルギーをほぼすべて取り除き、計算を完了できるだけ十分に長く量子状態を保てる可能性が高まる。

この極低温は、量子ビットを発光させることともインターネットの速度とも一切関係がない。これらの説明は、超伝導回路が実際にどう機能し、どう失敗するかとは無関係な現象を述べたものにすぎない。

こうした温度に到達するために使われる希釈冷凍機は段階的に冷却を進め、量子チップが置かれる最も内側の最も冷たい段階は、宇宙空間の真空よりもさらに冷たい。ちなみに宇宙の真空にも、初期宇宙の名残であるかすかな背景放射がわずかに存在している。

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