新的量子技术突破或能带来超高效电子设备的诞生 科学家们正逐渐接近解开量子物理学那复杂而精妙的运行机制，从而彻底改变我们获取能源的方式。随着人工智能的蓬勃发展导致计算行业面临能源耗尽的危机，科学家们正竞相将量子计算变为现实，以此来解决关键的能源安全问题，并同时颠覆计算技术的原有模式。 我们知道，量子物理学和量子计算在能源领域具有巨大的潜力，但关于其背后的科学原理，我们仍有许多未知之处。观察量子世界极其困难，因为所涉及的行为和反应发生在如此微小的尺度上，而且速度极快，以至于这些过程几乎完全不为人类所察觉。 但科学家们正在逐渐克服这一难题。在麻省理工学院，研究人员开发出了一种巧妙的方法，能够将量子霍尔效应的模拟放大，从而更有效地观察到通常处于极小尺度且变化极快而难以研究的现象。麻省理工学院的团队不再观察电子，而是找到了一种方法，通过激光对钠原子进行超低温处理，并控制其空间排列，从而能够模拟出所关注的这种所谓的“边缘态”现象。 通常情况下，电子能够自由地向各个方向移动，当它们遇到障碍物时会因摩擦而随机散开。但在某些特定情境下以及使用某些特殊材料时，电子的行为会有所不同，它们会沿着材料的边缘聚集并沿一个方向流动。这就是所谓的量子霍尔效应。如今，麻省理工学院的科学家们找到了一种有意义地研究这一效应的方法，这样我们就有朝一日能够利用“边缘态”物理学来革新计算技术，实现几乎无限的能量供应。 麻省理工学院的一篇新闻文章解释道：“在这种罕见的边缘状态下，电子能够毫无阻碍地流动，它们能够轻松地绕过障碍物，并沿着以边缘为中心的流动路径平稳前行。” “与超导体的情况不同，在超导体中，材料中的所有电子都能毫无阻碍地流动；而在这种情况下，由边缘模式产生的电流仅出现在材料的边界处。” 这种缺乏阻力的情况意味着能量损耗的减少，这可能会对几乎所有使用现代技术的领域产生巨大的且具有破坏性的影响。据“Interesting Engineering”网站的报道，“这种电子的无摩擦移动能够使数据和能量在设备之间传输而不会有任何传输损耗，从而推动超高效电子电路和量子计算机的发展。” 量子计算因其具有从根本上改变计算流程的潜力而备受关注，这种改变有望提高效率，从而大幅降低科技行业的能源需求。在某些应用中，量子计算机的能源效率可能比当前的超级计算机高出多达 100 倍。这将对人工智能及其不断扩大的能源消耗产生重大影响，因为量子计算在人工智能处理方面可能具有特别出色的表现优势。 常规计算采用的是二进制方式，1 和 0 分别充当开和关的开关。而量子计算则通过量子比特来运作，这些量子比特可以同时处于“开”和“关”的状态，就像一枚在空中旋转的硬币，在落地之前会呈现出正面或反面的状态。这种同时兼具“开”和“关”的状态被称为叠加态，它有可能彻底改变计算的基本原理。 量子计算以及量子物理学的整个领域距离进入商业应用阶段还有一段很长的路要走。但我们对这些现象的理解以及它们在能源和科技领域的潜在应用正在迅速发展。麻省理工学院最近取得的突破，即提供了一种可靠且更易于观察的量子过程替代物，可能会推动量子实验的发展，使我们朝着无限能源的未来迈出一大步。
