室溫超導(dǎo)若能商業(yè)化,iPhone也能有量子計(jì)算機(jī)的能力

8月2日，郭明錤在社交平臺(tái)發(fā)文表示，常溫常壓超導(dǎo)體的商業(yè)化尚無(wú)時(shí)間表，但未來(lái)它將對(duì)消費(fèi)電子領(lǐng)域的產(chǎn)品設(shè)計(jì)產(chǎn)生顛覆性影響，即便iPhone都能擁有匹敵量子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力。

郭明錤稱，常溫常壓超導(dǎo)體的商業(yè)化沒(méi)有時(shí)間表，但如果未來(lái)能夠成功商業(yè)化，將對(duì)計(jì)算機(jī)和消費(fèi)電子領(lǐng)域的產(chǎn)品設(shè)計(jì)產(chǎn)生革命性的影響。計(jì)算機(jī)和消費(fèi)電子產(chǎn)品的技術(shù)和材料創(chuàng)新都是為了實(shí)現(xiàn)高速計(jì)算、高頻高速傳輸和小型化，而超導(dǎo)狀態(tài)的特性意味著電阻的消失，將徹底改變現(xiàn)有的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和材料/技術(shù)的采用，例如:不再需要熱系統(tǒng)，取代光纖/高端覆銅板，降低高級(jí)節(jié)點(diǎn)的進(jìn)入門檻等，這樣即使是像iPhone這樣小的移動(dòng)設(shè)備也可以擁有與量子計(jì)算機(jī)相當(dāng)?shù)挠?jì)算能力。

據(jù)了解，沒(méi)有電阻就不會(huì)產(chǎn)生焦耳熱，因此可以應(yīng)用于大規(guī)模集成電路，建設(shè)超導(dǎo)計(jì)算機(jī);能夠承載較大電流而不會(huì)有電流損耗，可制作高壓輸電線、超導(dǎo)電機(jī)等。

當(dāng)然，前提得是超導(dǎo)能在室溫狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)。關(guān)于這一點(diǎn)所謂的“突破性研究”，至今仍然是備受爭(zhēng)議的“紙上談兵”。

7月22日上午，韓國(guó)量子能源研究中心公司相關(guān)研究團(tuán)隊(duì)在預(yù)印本網(wǎng)站上陸續(xù)公布兩篇類似的論文，宣稱一種命名為L(zhǎng)K-99的銅摻雜鉛磷灰石材料擁有“室溫+常壓”超導(dǎo)能力，系全世界首款室溫常壓超導(dǎo)材料。但其目前公布的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)受到質(zhì)疑，被認(rèn)為不足以證明LK-99系超導(dǎo)體。目前，國(guó)際上多個(gè)研究團(tuán)隊(duì)正在試圖合成LK-99，驗(yàn)證其實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

8月1日，B站UP主“關(guān)山口男子技師”首發(fā)視頻宣布：他們已合成了可以磁懸浮的LK-99晶體，該晶體懸浮的角度比韓國(guó)量子能源研究中心的CEO Sukbae Lee等人獲得的樣品磁懸浮角度更大，有望實(shí)現(xiàn)真正意義的無(wú)接觸超導(dǎo)磁懸浮。簡(jiǎn)介顯示，該UP主來(lái)自華中科技大學(xué)，其所在的團(tuán)隊(duì)是由華中科技大學(xué)材料學(xué)院教授常海欣帶領(lǐng)，成員是博士后武浩、博士生楊麗。

與此同時(shí)，北京航空航天大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院和印度CSIR-國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室分別發(fā)表了論文顯示，韓國(guó)的LK-99室溫超導(dǎo)并沒(méi)有復(fù)現(xiàn)，結(jié)果并未確認(rèn)在室溫下存在大量的超導(dǎo)性。

此次韓國(guó)科研團(tuán)隊(duì)的“室溫超導(dǎo)”是否能夠真正實(shí)現(xiàn)，仍有待更權(quán)威機(jī)構(gòu)和實(shí)驗(yàn)證實(shí)。

事實(shí)上，今年3月，美國(guó)羅切斯特大學(xué)教授朗加·迪亞斯(Ranga Dias)就曾經(jīng)宣布，發(fā)明了21的室溫條件下就能超導(dǎo)的材料，但需要加壓到1萬(wàn)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。迪亞斯海在報(bào)告中公布了相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，引發(fā)人們廣泛關(guān)注。

隨后，南京大學(xué)物理學(xué)院聞海虎團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后，對(duì)迪亞斯團(tuán)隊(duì)這項(xiàng)研究結(jié)果提出質(zhì)疑。中科院物理所程金光團(tuán)隊(duì)也公開(kāi)發(fā)表論文，對(duì)相關(guān)結(jié)論表示質(zhì)疑。

在“室溫超導(dǎo)”概念引發(fā)熱議后，A股超導(dǎo)板塊相關(guān)公司也對(duì)此作出回應(yīng)。

其中，永鼎股份就曾在3月16日在互動(dòng)平臺(tái)上答投資者問(wèn)時(shí)表示，公司主營(yíng)產(chǎn)品是第二代高溫超導(dǎo)帶材及其應(yīng)用設(shè)備，以及超導(dǎo)(通用)電氣產(chǎn)品。2021年，公司開(kāi)發(fā)的超導(dǎo)限流器產(chǎn)品技術(shù)通過(guò)了省級(jí)新技術(shù)、新產(chǎn)品鑒定，獲得國(guó)際先進(jìn)的新產(chǎn)品鑒定。公司承擔(dān)的江蘇省重大技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目“基于第二代(YBCO)高溫超導(dǎo)材料的直流輸電及消磁電纜研制技術(shù)”通過(guò)驗(yàn)收。而永鼎股份此前已發(fā)公告稱，不涉及“室溫超導(dǎo)”相關(guān)業(yè)務(wù)，也未開(kāi)展相關(guān)研發(fā)和投入。

3月15日，西部超導(dǎo)在互動(dòng)平臺(tái)表示，“室溫超導(dǎo)”目前還處在實(shí)驗(yàn)室研究階段，沒(méi)有商業(yè)化。西部超導(dǎo)長(zhǎng)期瞄準(zhǔn)世界超導(dǎo)科技前沿，在全面實(shí)現(xiàn)低溫超導(dǎo)線材產(chǎn)業(yè)化的同時(shí)，積極開(kāi)展新型高溫超導(dǎo)材料研發(fā)與工程化。西部超導(dǎo)將持續(xù)跟蹤新型超導(dǎo)材料基礎(chǔ)研究進(jìn)展，加強(qiáng)與高校和科學(xué)院合作，推進(jìn)高溫甚至室溫實(shí)用化超導(dǎo)材料工程化與產(chǎn)業(yè)化。

法爾勝也在3月14日發(fā)布公告稱，公司不涉及“室溫超導(dǎo)”相關(guān)業(yè)務(wù)，也未開(kāi)展相關(guān)研發(fā)和投入。此外，百利電氣、合縱科技、中天科技、漢纜股份等上市公司也都對(duì)外澄清，未涉及“室溫超導(dǎo)”業(yè)務(wù)。

此次韓國(guó)團(tuán)隊(duì)引發(fā)的“室溫超導(dǎo)”熱議，再次在A股引發(fā)漲停潮。其中，法爾勝(000890)5個(gè)交易日出現(xiàn)3個(gè)漲停板，金徽股份(603132)3個(gè)交易日出現(xiàn)2個(gè)漲停板，中超控股(002471)則在周二漲停。

截至8月2日午盤，法爾勝繼續(xù)10.02%漲停，報(bào)收5.93元/股;金徽股份報(bào)收16.01元/股，漲幅6.88%;中超控股漲1.26%，報(bào)收3.22元/股。

什么是室溫超導(dǎo)

實(shí)現(xiàn)室溫超導(dǎo)一直是科學(xué)家們的夢(mèng)想，若能成功實(shí)現(xiàn)，將極大地拓展了超導(dǎo)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，引發(fā)一次科學(xué)和工業(yè)領(lǐng)域的革命也不為過(guò)，從能源傳輸?shù)浇煌ㄟ\(yùn)輸，再到醫(yī)療設(shè)備和科學(xué)研究等方面都將獲益。

室溫超導(dǎo)如果出現(xiàn)，其潛在影響體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面 :

1. 能源運(yùn)輸與儲(chǔ)存

超導(dǎo)電流的傳輸效率遠(yuǎn)高于常規(guī)電纜，能夠大幅度減少能源損耗。室溫超導(dǎo)技術(shù)將實(shí)現(xiàn)更高效、可靠的電力系統(tǒng)，促進(jìn)可再生能源的大規(guī)模應(yīng)用，解決能源短缺和環(huán)境污染問(wèn)題。

2. 交通運(yùn)輸

超導(dǎo)技術(shù)在磁懸浮列車、磁力推進(jìn)飛行器等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。室溫超導(dǎo)的出現(xiàn)將降低能耗、提高速度和穩(wěn)定性，推動(dòng)未來(lái)交通工具的創(chuàng)新和發(fā)展。

3. 醫(yī)療設(shè)備與科學(xué)研究

室溫超導(dǎo)技術(shù)可以改進(jìn)磁共振成像(MRI)設(shè)備，并推動(dòng)生物科學(xué)、醫(yī)學(xué)研究等領(lǐng)域的突破。它將加速治療和診斷的發(fā)展，為人類健康作出重要貢獻(xiàn)。

4. 信息技術(shù)與通信

超導(dǎo)材料在電子元件和計(jì)算機(jī)芯片等領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用。室溫超導(dǎo)的出現(xiàn)將提高集成電路的速度和性能，加快信息技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)數(shù)字化時(shí)代的進(jìn)一步發(fā)展。

什么是超導(dǎo)材料

超導(dǎo)材料，是指具有在一定的低溫條件下呈現(xiàn)出電阻等于零以及排斥磁力線的性質(zhì)的材料。一般來(lái)說(shuō)，按照材料的常溫電阻率從大到小可以分為絕緣體、半導(dǎo)體和導(dǎo)體。絕大部分金屬都是良導(dǎo)體，他們?cè)谑覝叵碌碾娮杪史浅Ｐ〉粸榱悖?10-12m Ω ? cm 量級(jí)附近。

當(dāng)把某種材料降到某個(gè)特定溫度以下的時(shí)候，電阻突降為零，同時(shí)所有外磁場(chǎng)磁力線被排出材料外，導(dǎo)致體內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，即同時(shí)出現(xiàn)零電阻態(tài)和完全抗磁性。這種狀態(tài)下，即為材料進(jìn)入超導(dǎo)態(tài)，這種材料就是超導(dǎo)材料。

超導(dǎo)體的一系列神奇特性意味著我們可以在低溫下穩(wěn)定地利用超導(dǎo)體，比如實(shí)現(xiàn)無(wú)損耗輸電、穩(wěn)恒強(qiáng)磁場(chǎng)和高速磁懸浮車等。正因如此，自從超導(dǎo)發(fā)現(xiàn)以來(lái)，人們對(duì)超導(dǎo)材料的探索腳步一直不斷向前，對(duì)超導(dǎo)微觀機(jī)理和超導(dǎo)應(yīng)用的研究熱情也從未衰減。

超導(dǎo)材料的發(fā)展史

1911 年，Heike Kamer-Onnes 在溫度 4.2K(-268.97 ℃)時(shí)用液氦冷卻汞時(shí)發(fā)現(xiàn)汞的電阻為零，發(fā)現(xiàn)了超導(dǎo)電性規(guī)律。

1933 年，菲爾德和邁斯納發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)體冷卻達(dá)到轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，不僅電阻完全消失，還會(huì)出現(xiàn)抗磁性：磁感線從超導(dǎo)體中排出，不能通過(guò)超導(dǎo)體。

1973 年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了保持了近十三年記錄、超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度為 32.4K(-249.92 ℃)的超導(dǎo)合金 —— 鈮鍺合金。

1986 年，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室研究出了打破夜氫 40K 的溫度障礙，臨界溫度為 40K(-235.15 ℃)的超導(dǎo)材料。

1987 年，美國(guó)華裔科學(xué)家朱經(jīng)武和中國(guó)科學(xué)家趙忠賢陸續(xù)把釔 - 鋇 - 銅 - 氧轉(zhuǎn)變溫度提高到了 90K(-185.15 ℃)，從而發(fā)現(xiàn)了高溫超導(dǎo)體材料，打破了液氮 77K 的 " 溫度堡壘 "。

1988 年，日本實(shí)現(xiàn)了液氮溫區(qū)超導(dǎo)體的理想，研發(fā)出了轉(zhuǎn)變溫度為 110K(-165.15 ℃)的超導(dǎo)材料 Bi-Sr-Cu-O，解決了困擾科學(xué)界多年的問(wèn)題。超導(dǎo)熱從高溫超導(dǎo)材料被發(fā)現(xiàn)以后席卷全球。轉(zhuǎn)變溫度達(dá)零下 150.15 ℃的鉈系化合物超導(dǎo)材料和轉(zhuǎn)變溫度達(dá)零下 140.15 ℃的汞系化合物超導(dǎo)材料相繼被發(fā)現(xiàn)，高壓條件下的汞轉(zhuǎn)變溫度能達(dá)到 " 恐怖 " 的 164K(-111.15 ℃)。

2007 年 2 月，日本東京工業(yè)大學(xué)細(xì)野秀雄教授和其合作者發(fā)現(xiàn)了轉(zhuǎn)變溫度為零下 251.15 ℃的氟摻雜鑭氧鐵砷化合物。

2008 年 3 月 25 日和 3 月 26 日，中國(guó)科技大學(xué)陳曉輝研究組和中國(guó)物理所研究組發(fā)現(xiàn)了突破麥克米蘭極限溫度，轉(zhuǎn)變溫度為零下 233.15 ℃的非傳統(tǒng)超導(dǎo)材料。

在近 100 年的超導(dǎo)材料發(fā)展歷史中，有 10 位科學(xué)家憑借杰出的研究獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

目前發(fā)現(xiàn)的超導(dǎo)材料主要可以劃分如下幾大家族：金屬和合金超導(dǎo)體、銅氧化物超導(dǎo)體、重費(fèi)米子超導(dǎo)體、有機(jī)超導(dǎo)體、鐵基超導(dǎo)體以及其他氧化物超導(dǎo)體。