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蘭加·迪(di)亞(ya)斯(si) 圖片來源：羅徹斯(si)特大(da)學官網(wang)截圖

3月7日，美國羅切斯(si)特大學的(de)(de)物理學家蘭加·迪亞(ya)斯(si)（Ranga Dias）及(ji)其團隊在(zai)(zai)美國物理學會(hui)會(hui)議上稱，他們在(zai)(zai)最新的(de)(de)實驗中(zhong)研發了(le)一種由氫、氮和镥的(de)(de)材料，約在(zai)(zai)21℃的(de)(de)溫度以及(ji)1G帕（約相當于(yu)1萬個標(biao)準大氣(qi)壓）的(de)(de)壓力下進(jin)入超導(dao)狀態。

迪亞(ya)斯自稱(cheng)這將是一項重塑(su)21世紀的革(ge)命性技(ji)(ji)術，也有(you)人已將其稱(cheng)為“第四次(ci)科技(ji)(ji)革(ge)命”。

量(liang)子計算、可控核聚(ju)變的技(ji)術(shu)路線中，超(chao)(chao)導(dao)是重要的實(shi)現條件。室溫超(chao)(chao)導(dao)能(neng)否助力量(liang)子計算、可控核聚(ju)變的發展呢？

革命性技術？

在(zai)中科(ke)創星創始人米磊(lei)博士看(kan)來(lai)，超導(dao)技術將推動未來(lai)的能源革命。

“‘高溫(wen)’超導(dao)(dao)材料(liao)(liao)制成的(de)(de)導(dao)(dao)線，在臨界電(dian)流密(mi)度、最高磁(ci)場強(qiang)(qiang)度等(deng)參數(shu)上(shang)都比低溫(wen)超導(dao)(dao)導(dao)(dao)線更優。因(yin)此(ci)，能(neng)在相同條件(jian)下創造更強(qiang)(qiang)的(de)(de)磁(ci)場，使小型的(de)(de)、商業化的(de)(de)托卡馬克(ke)（注(zhu)：指用以實現受(shou)控核聚(ju)變的(de)(de)環形容器）成為(wei)可能(neng)。”米磊在3月9日上(shang)午(wu)接受(shou)《每日經濟新聞(wen)》記者采訪(fang)時表示，“超導(dao)(dao)之于(yu)能(neng)源(yuan)領(ling)域(yu)，就是(shi)半導(dao)(dao)體(ti)之于(yu)信息領(ling)域(yu)。過去60年(nian)，信息革命依(yi)(yi)靠的(de)(de)是(shi)半導(dao)(dao)體(ti)材料(liao)(liao)的(de)(de)突破(po)，未來(lai)60年(nian)的(de)(de)能(neng)源(yuan)革命，依(yi)(yi)靠的(de)(de)是(shi)超導(dao)(dao)材料(liao)(liao)的(de)(de)突破(po)。”

超導技術的實現路徑主要有兩條：低溫和高壓。

3月9日，一位新材料行業人士在朋友圈中發文稱：“在常壓下通過超低溫實現超導態，和在常溫下通過超高壓強實現超導態，一直是超導學界的兩種技術路線，都是通過極端物理狀態（低溫或高壓）實現超導轉變。前一種方式（超低溫）更傾向于實際應用，因此現有的(de)超導導線都采用(yong)這(zhe)種(zhong)路線。”

米磊、東吳證券電子團隊、華鑫證券電子團隊也持類似觀點。原因在于，Dias團隊實現的“室溫超導”，實際是高壓室溫超導。與(yu)實現(xian)低溫環境相比(bi)，其(qi)實實現(xian)高壓(ya)環境的難度(du)也(ye)相當大(da)。

華鑫證券(quan)電(dian)子團隊認為，高壓超(chao)導雖然實現(xian)室溫，但商業化難度巨(ju)大，1萬倍標準大氣壓（1標準大氣壓=101.325千帕）的工業難度顯著高于(yu)液冷。

據東吳證券電(dian)子，所謂超(chao)導現象，是指電(dian)材(cai)料(liao)在(zai)(zai)(zai)特定環(huan)境下(xia)呈(cheng)現電(dian)阻等于零以(yi)及(ji)排斥磁力線的現象。低(di)溫(wen)超(chao)導需要(yao)在(zai)(zai)(zai)-245℃以(yi)下(xia)的環(huan)境實現，需要(yao)用(yong)液氦才能實現。而(er)“高(gao)溫(wen)”超(chao)導由于帶材(cai)材(cai)料(liao)的技術突破(po)，只(zhi)需要(yao)在(zai)(zai)(zai)液氮(dan)冷卻環(huan)境下(xia)——即(ji)-200℃左右即(ji)可實現（此(ci)處“高(gao)溫(wen)”僅(jin)針對(dui)液氮(dan)環(huan)境下(xia)的相對(dui)“高(gao)溫(wen)”，下(xia)同）。由于液氮(dan)價格相較于液氦價格極低(di)，因此(ci)更適用(yong)于大規模的產(chan)業化。

圖片來源：視覺中國(guo)

不僅僅是券商機構，商業聚變能開發企業星環聚能也這樣認為。星環聚能CEO陳銳3月9日在網上接受《每日經濟新聞》記者采訪時表示：“首先，（Dias團隊）研究成果還有待其他科學家去重復實驗。就算這個結果是正確的，它的一個實現條件是1G帕。這個條件下，目前來說（可控核）聚變是不能用的。”

關鍵點：常壓下的室溫超導

外界對于室(shi)溫(wen)超導(dao)(dao)技術的期待，主要是室(shi)溫(wen)、常(chang)(chang)(chang)壓下(xia)的超導(dao)(dao)環(huan)境。比如在量子(zi)計算、可(ke)控核聚變領(ling)域，常(chang)(chang)(chang)溫(wen)、常(chang)(chang)(chang)壓下(xia)的超導(dao)(dao)，才對上述技術降低(di)成本就卓有成效。

“雖然有觀點認為，如果能實現到部署室溫量子計算機，可以使研究人員能夠真正利用現場計算、維護和集成，但業內人士抱著更謹慎和樂觀的態度。”近日，國盾量子（SH688027，股價136.8元，市值110億元）相關負責人通過微信對《每日經濟新聞》記者表示：“對量子計算來說，超導體的零電阻特性在超導量子計算領域中有重要的應用。但問題在于，量子計算的核心任務是對量子比特做精確的操控，這涉及多個方面的因素。比如，在量子領域，溫度也是‘噪聲’的一種，只有將環境溫度降低到絕對零度附近，才可以降低溫度所導致的系統擾動，而常溫超導本身，還是會有溫度帶來的‘噪聲’干擾；又比如，量子比特的相干性能的一個主要決定因素是超導材料的相干長度，‘高溫’超導材料雖然超導轉變溫度低，但是相干長度極短，制備成量子比特相干性能會極短。此外，‘高溫’超導材料復雜，多為陶瓷材料，難于加工，很難應用到對工藝要求苛刻的量子比特上。綜合來看，近期看，（室溫超導）對超導量子計算意義不大。當然從遠期看，還是要關注新技術發現帶來的更多可能性。”

電影中的(de)量子計算機 圖(tu)片來源：豆瓣

陳銳也表示：“如果真的能夠實現室溫超導，站在我的角度，對聚變這個行業來說，有兩個直接的好處。一是(shi)(shi)成本(ben)，二是(shi)(shi)電流密度。成本(ben)方面，第一，不(bu)再使用低(di)溫超導的(de)話(hua)，那么我們設計(ji)中整(zheng)套(tao)的(de)低(di)溫系(xi)統(tong)(tong)就不(bu)需(xu)要(yao)了。低(di)溫系(xi)統(tong)(tong)是(shi)(shi)非(fei)(fei)常(chang)貴的(de)，如此一來(lai)整(zheng)個(ge)建設成本(ben)會(hui)大幅下降。第二是(shi)(shi)設計(ji)成本(ben)，對于低(di)溫系(xi)統(tong)(tong)來(lai)說，真(zhen)空室外(wai)面還(huan)要(yao)加一個(ge)真(zhen)空室，整(zheng)個(ge)機械設計(ji)是(shi)(shi)非(fei)(fei)常(chang)復雜的(de)。實現(xian)室溫超導，機械設計(ji)難度會(hui)大幅下降。”

除了成本下降，室溫超(chao)導(dao)(dao)(dao)也可能(neng)帶來電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密度提(ti)升(sheng)。陳銳補(bu)充表示：“從低溫超(chao)導(dao)(dao)(dao)到‘高溫’超(chao)導(dao)(dao)(dao)，整個電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密度是(shi)在提(ti)升(sheng)的(de)(de)(de)。如果室溫超(chao)導(dao)(dao)(dao)真能(neng)夠(gou)(gou)實現，且(qie)保持電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密度提(ti)升(sheng)態(tai)勢，這是(shi)非常(chang)好的(de)(de)(de)。因為電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)密度的(de)(de)(de)提(ti)升(sheng)，意味(wei)著在更(geng)小的(de)(de)(de)體積(ji)內(nei)，風機能(neng)夠(gou)(gou)承載(zai)更(geng)大(da)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)。這對我們做這種磁約(yue)束聚變(bian)來說(shuo)是(shi)非常(chang)大(da)的(de)(de)(de)利(li)好。”

值得(de)注意的是，陳銳也強調，上述室溫超導指的是常(chang)壓下的室溫超導。

不(bu)僅僅是量子計算和可(ke)控核聚變，室溫超(chao)導(dao)技術若(ruo)能實現，將有利(li)于電力輸送(song)(song)、磁懸浮列車(che)的(de)發展(zhan)。米磊表(biao)示：“目前電力輸送(song)(song)主要靠電纜(lan)，其在(zai)電力輸送(song)(song)過程中有大(da)量損耗。若(ruo)使用(yong)超(chao)導(dao)材料(liao)，將會節省很多(duo)銅的(de)使用(yong)。此(ci)外，磁懸浮列車(che)使用(yong)超(chao)導(dao)材料(liao)，可(ke)把時速提到800~1000公里/每小(xiao)時，更快(kuai)也(ye)更舒適。”

產業化：更傾向于發展高溫超導

從產業化角度，目前低溫(wen)超導比較(jiao)成熟(shu)，正往“高(gao)溫(wen)”超導方向發展。3月(yue)9日，A股(gu)(gu)室溫(wen)超導概念股(gu)(gu)中，超導帶材(cai)企業永鼎(ding)股(gu)(gu)份（SH600105，股(gu)(gu)價4.61元(yuan)，市值64.8億(yi)元(yuan)）漲(zhang)停(ting)，生產“高(gao)溫(wen)”超導材(cai)料(liao)的(de)企業百利(li)電氣(qi)（SH600468，股(gu)(gu)價4.74元(yuan)，市值51.6億(yi)元(yuan)）同(tong)樣漲(zhang)停(ting)。

有(you)趣的是，“高(gao)溫”超導龍頭企業聯創光電（SH600363，股價33.38元，市值152億元）卻一(yi)度不漲反跌(die)。截至3月9日收(shou)盤，聯創光電上漲1.68%。

事實上，“高溫(wen)”超導已經(jing)開始逐漸應用(yong)。米(mi)磊表(biao)示：“現在有一些(xie)摩天(tian)大廈，就(jiu)使用(yong)‘高溫(wen)’超導材料替代電纜來輸送電力，這樣可以節(jie)省很多空間。”

陳(chen)銳(rui)認為(wei)：“至少在聚變領域，不管是(shi)國外頂尖的(de)(de)商業(ye)聚變公(gong)(gong)司、聚變機(ji)構，還是(shi)國內的(de)(de)商業(ye)聚變公(gong)(gong)司，大家基本上都采用‘高溫(wen)’超導(dao)(dao)路線(xian)。‘高溫(wen)’超導(dao)(dao)目(mu)前正(zheng)從實驗室(shi)走向工(gong)(gong)業(ye)化過(guo)程中(zhong)，已(yi)具備相當的(de)(de)工(gong)(gong)業(ye)化能力，只是(shi)沒有低溫(wen)超導(dao)(dao)工(gong)(gong)業(ye)化水平那(nei)么高。”

簡而言之，常壓下的室溫超導是產業界追求的方向。但就目前產業化水平看，應用層面更偏向使用“高溫”超導。

封面(mian)圖片來(lai)源：視覺中(zhong)國