量子实验室建设和搭建需要投入哪些设备？

量子实验室建设和搭建的投入是比较大的，而且也很麻烦，因为量子计算对实验环境要求极高，会需要专门的测控硬件、低温设备、屏蔽系统等等，但是，不同用途的量子实验室，投入的设备会有比较大的区别，这里分两类来说：一类是搞科研的超导量子计算专业实验室，另一类是给学生学习量子计算课程的实验室。

一、超导量子计算实验室建设和搭建需要投入的设备

超导量子计算实验室的投入非常之大。最核心的设备是稀释制冷机，这是一个能把芯片温度降到10毫开尔文（接近绝对零度）的圆柱形大罐子，单台价格动辄数百万元。围绕制冷机，还要配套微波源、任意波形发生器、高速采集卡、低噪声放大器等一系列测控设备。

这是因为超导芯片对环境极其敏感，实验室必须做严格的磁屏蔽、振动隔离和电磁屏蔽，此外还需要探针台、引线键合机用于芯片测试，以及一套完整的控制软件和读出系统。整个实验室往往需要上百平米、专业施工，加上研发人员成本，总投入以千万元甚至更高计。

二、学校量子教学实验室建设和搭建需要投入的设备

学校搭建量子教学实验室，目标通常是让学生能上手操作真实的量子硬件，理解量子门、纠缠态、叠加态这些概念。这类实验室不需要极低温，核心设备是桌面型核磁共振量子计算机。它的大小跟一台台式机差不多，通电就能用，配套的软件界面里拖拽量子门电路，能在显示屏上直接看到实验结果。

除此之外，实验室还需要配置射频信号发生器、示波器、基础测控机箱，以及一批教学案例和实验指导书。一套这样的系统，大概几十平米的房间就能放下，总投入相比科研级实验室要低一个数量级，但已经足够支撑量子力学的实验课程。

具体的需要，就会导致量子实验室的建设投入不一样，一个是用来做专业研发科研的，用的是超导量子计算机和超导量子芯片，一个是用来做高校教学实验室的，用的是核磁量子计算机和核磁量子计算芯片，虽然有区别，但是都在推动量子计算向前走。