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&img class=&thumbnail& src=&http://shp.qpic.cn/qqvideo_ori/0/l_228_128/0&&&span class=&content&&
&span class=&title&&瑞思迈呼吸机独家：Climate Control - 腾讯视频&span class=&z-ico-extern-gray&&&/span&&span class=&z-ico-extern-blue&&&/span&&/span&
&span class=&url&&&span class=&z-ico-video&&&/span&https://v.qq.com/x/page/l.html&/span&
&p&今天我们来通过一个短片来深入了解瑞思迈的“气候控制”技术，英文叫：Climate Control。我们这里权且这么称呼吧。其实在以往的内容里也大概介绍过这个功能，说得简单些就是一条加温管路了。这么看也是可以的，但是实际上厂家在这个方面比我们想像的要花费精力要更大。&br&&/p&&p&我们正常人到了天气冷的时候呼吸时，干燥而冷的空气经过鼻腔、上气道进入我们的肺部，实际上很多人没有注意到一个细节。这些冷空气真的就直接进入肺了吗？实际上并不是这个样子，我们的鼻腔，咽腔等上气道组织实际上在这个过程中起到了一个暖化与湿化的功能，外界冷而干燥的空气经过了这个过程后，就转变为暖湿的气流，身体接受起来要舒服的多。&br&&/p&&p&使用呼吸机治疗后，由于空气是加过压的，所以这个空气的流量要比我们正常呼吸时要大，也会带走我们体内的水份，正是出于这样的情况，厂家才开发了湿化器。湿化器把空气中富含上水份，经由管路面罩送到我们的鼻腔，这样不至于太冷太干燥——这就是湿化器的原理！普通呼吸机的湿化器倘若在冬季室内使用时，特别是像我国南方这样湿冷的室内，由于暖湿的气流经过冷的管路后会产生冷凝水问题，严重的话这个水会喷到正在熟睡的患者脸部，严重干扰患者的正常休息与治疗。这个时候，瑞思迈的加温管路就闪亮登场了，通过设置在管路内的传感器感知面罩与管路的温度来智能的调节湿化器的档位以及管路内的温度，从而避免冷凝水的产生。没有这个功能的呼吸机，一般厂家及经销商会建议你把湿化器的档位降低一些，这样可以相对避免一定的冷凝水产生。而瑞思迈S9呼吸机是把管路、面罩、湿化器看成一个整体，通过五个传感器来感知你所在的环境，来动态调节湿化器水平及管路内温度的。这个技术听起来确实是高大上的感觉啊，有了这个技术，就不要担心有冷凝水以及水会喷到脸上的情况了。&br&&/p&&p&目前有加温管路的呼吸机，我们曾经罗列过。伟康与飞雪派克也是有这样的加温管路功能的，但是并没有这样智能的调节功能，都是需要单独设置管路温度的。瑞思迈S9呼吸机也是可以这样手动设置的，但是大多数情况下我们建议是彩全自动模式的。相对来说，瑞思迈的机器使用更简便，患者的学习成本更低。&/p&&p&现在一股股冷空气正不断地集结向我们扑来，所以有购买加温管路的朋友可以用起来了。一直可以用到明年5月初，春暖花开的季节。到时可以换下来加温管路用上普通管路。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-3d352a277c43491abdde4bf2d255583c_b.jpg& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&668& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-3d352a277c43491abdde4bf2d255583c_r.jpg&&&/figure&&p&【本文为宁波俊杰医疗器械有限公司版权所有，澳大利亚瑞思迈呼吸机宁波专卖】&/p&&p&转载请联系：&/p&&p&岳先生 (微信)&/p&&p&微信公众号；宁波呼吸机&/p&&p&头条号：呼吸机匠人&/p&&p&蜻蜓FM & 喜马拉雅FM:呼吸机匠人&/p&&p&打呼噜及呼吸机交流QQ群：&/p&&p&官网：&a href=&https://link.zhihu.com/?target=http%3A//www.OSAHS.Org& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://www.&/span&&span class=&visible&&OSAHS.Org&/span&&span class=&invisible&&&/span&&/a&&/p&&p&地址：宁波市中山东路181号中农信大厦734室&/p&
今天我们来通过一个短片来深入了解瑞思迈的“气候控制”技术，英文叫：Climate Control。我们这里权且这么称呼吧。其实在以往的内容里也大概介绍过这个功能，说得简单些就是一条加温管路了。这么看也是可以的，但是实际上厂家在这个方面比我们想像的要花费…
&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-d91e2bc79fdebe17bf0a_b.jpg& data-rawwidth=&900& data-rawheight=&900& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&900& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-d91e2bc79fdebe17bf0a_r.jpg&&&/figure&&p&&a class=&video-box& href=&http://link.zhihu.com/?target=https%3A//v.qq.com/x/page/l.html& target=&_blank& data-video-id=&& data-video-playable=&& data-name=&瑞思迈呼吸机独家：Climate Control - 腾讯视频& data-poster=&http://shp.qpic.cn/qqvideo_ori/0/l_228_128/0& data-lens-id=&&&
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&span class=&title&&瑞思迈呼吸机独家：Climate Control - 腾讯视频&span class=&z-ico-extern-gray&&&/span&&span class=&z-ico-extern-blue&&&/span&&/span&
&span class=&url&&&span class=&z-ico-video&&&/span&https://v.qq.com/x/page/l.html&/span&
&br&&/p&这是瑞思迈S9呼吸机独有的功能，通过几个位于不同位置的传感器来感受周围温度，自动调节管路内和面罩内的温度，从而带来更好的体验。&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-3d352a277c43491abdde4bf2d255583c_b.jpg& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&668& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-3d352a277c43491abdde4bf2d255583c_r.jpg&&&/figure&&p&【本文为宁波俊杰医疗器械有限公司版权所有，澳大利亚瑞思迈呼吸机宁波专卖】&/p&&p&转载请联系：&/p&&p&岳先生 (微信)&/p&&p&微信公众号；宁波呼吸机&/p&&p&头条号：呼吸机匠人&/p&&p&蜻蜓FM & 喜马拉雅FM:呼吸机匠人&/p&&p&打呼噜及呼吸机交流QQ群：&/p&&p&官网：&a href=&http://link.zhihu.com/?target=http%3A//www.OSAHS.Org& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://www.&/span&&span class=&visible&&OSAHS.Org&/span&&span class=&invisible&&&/span&&/a&&/p&&p&地址：宁波市中山东路181号中农信大厦734室&/p&
这是瑞思迈S9呼吸机独有的功能，通过几个位于不同位置的传感器来感受周围温度，自动调节管路内和面罩内的温度，从而带来更好的体验。【本文为宁波俊杰医疗器械有限公司版权所有，澳大利亚瑞思迈呼吸机宁波专卖】转载请联系：岳先生 (微信)微信公…
&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-72e32c2cc8da9e0c12e975f6ba640337_b.jpg& data-rawwidth=&637& data-rawheight=&425& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&637& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-72e32c2cc8da9e0c12e975f6ba640337_r.jpg&&&/figure&&p&家用呼吸机作为治疗睡眠呼吸暂停综合症的主要手段，目前在全世界范围内得到了公认。家用呼吸机也走进了越来越多的家庭中，给很多人带来了生活上质的转变，健康得到了改善。在使用呼吸机的过程中，很多患者朋友也发现，相较于呼吸机的各种规格与型号，面罩的规格与型号更是数不胜数。对于一些新购机或者说准备购机的朋友来说，选择面罩是一个不得不面对的问题。今天我们就来帮大家简单分析一下呼吸机的面罩。&/p&&p&目前全球主流的呼吸机厂家实际上并不多，也就是几家而已。我们在以前的文章中也为大家作了罗列。在几个主要的呼吸机厂家中，真正投入巨大精力用于研发面罩的厂家也就主要是两家，即RR（瑞思迈 Resmed与伟康 Respironics）。有朋友会问，为什么其他几家不研发呢？答案很简单，因为面罩是一个技术含量很高的产品，涉及到大量的专利。瑞思迈与伟康在这个领域建立了强大的专利壁垒，不是你随便就能避开的，可以说面罩是真正考验厂家实力的领域。其它二流进口品牌也就生产一至两款面罩供自己机器用，撑下门面而已。说到底，面罩的研发水准是衡量呼吸机厂家是否专业级别的重要标准。&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-a6f538ade1d8e_b.jpg& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&365& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-a6f538ade1d8e_r.jpg&&&/figure&&p&（瑞思迈S9 系列与 伟康 60系列）&/p&&p&当呼吸机主机具备同样的水准时，面罩是决定治疗效果的关键因素。我们现在很多朋友已经知道呼吸机的品牌了，在选择时实际上已经大大地降低了难度。当两个品牌的呼吸机主机无论从算法也好，还是附加功能也好不分仲伯时，那么主要就看面罩了。随着呼吸机行业的不断发展，机器与机器之间的差别只能是越来越小。所以，面罩成了木桶中最关键一块板了。通常厂家会根据呼吸机型号不同而搭配不同的面罩。一方面降低患者的使用门槛，另一方面通过机器的销售带动此款面罩的销售。接下来我们来对比一下瑞思迈与伟康的面罩。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-fbcc2c7a865cfead9f850883_b.jpg& data-rawwidth=&640& data-rawheight=&330& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&640& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-fbcc2c7a865cfead9f850883_r.jpg&&&/figure&&p&（瑞思迈 Mirage FX）&/p&&p&网上有人说，买伟康的机器用瑞思迈的面罩。其实这句话正好说反了，至少在我们国家是反了。应该说，在睡眠呼吸机领域里：“买瑞思迈的呼吸机，用伟康的面罩”是最为确切的表述。为什么呢？&/p&&p&瑞思迈的睡眠呼吸机优势十分明显。无论是工业设计还是算法，人机操作、界面、附加功能等与伟康同档次的机器都有比较大的优势。从机器性能来说，确实是非常不错的机器。这是两家公司的风格与定位的不同所造成的区别。大家如果有兴趣，可以把两家的产品摆在一起对比一下看看。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-7ffdfbefaf5ee23fd151ca37f6806397_b.jpg& data-rawwidth=&640& data-rawheight=&640& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&640& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-7ffdfbefaf5ee23fd151ca37f6806397_r.jpg&&&/figure&&p&(伟康Wisp精灵鼻罩)&/p&&br&&p&面罩。从数量上看，两家面罩的数量与种类都是绝对领先其它同行的，不愧是顶尖高手。目前在国内，瑞思迈由于前些年市场拓展的缓慢，广大患者对伟康的认知度更高。瑞思迈早期的中国市场策略有失误，导致其无论是呼吸机还是面罩，价格均是奇高。到目前为止，面罩的售价仍昂贵，一般普通消费者根本无从下手。伟康由于市场认知高，而且伟康借力飞利浦的医院渠道，通过医生的口口相传，在全社会得到了很好的认可。同样，伟康的面罩也不断地从医院的认知传到社会上。伟康的面罩由于产量大，种类多，而且市场上有大量水货面罩流传，导致其整体的价格更为亲民。两家厂商的面罩基本上在各个种类上都有针对性的产品，所以给了患者们更多的选择。由于伟康面罩的亲民特性，所以得到了更好的认可。这也就是前面说得：“用瑞思迈的呼吸机，戴伟康的面罩”的原因。&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-9da39aaf0_b.jpg& data-rawwidth=&640& data-rawheight=&360& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&640& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-9da39aaf0_r.jpg&&&/figure&&p&（瑞思迈Mirage FX鼻罩）&/p&&p&不得不说一下处于两大巨头阴影下的国产呼吸机厂商。在几年前，国产厂商凯迪泰是国内的领导品牌，也推出了自己的面罩。在2015年被瑞思迈纳入麾下后，基本上停止了研发。估计将来不会有什么大的动作了。怡和嘉业（以下称：BMC），在凯迪泰在国内风光无限时，专注于海外市场的拓展，取得了不错的业绩，随着全球经济的整体不景气及中国外贸形势的严峻。BMC也同时加大了国内市场的力度，专门成立了面罩研发团队。凯迪泰被瑞思迈收购后，BMC极有可能成为国内品牌的领导者，所以BMC不仅在呼吸机上不断地推出新机，而且也在面罩上也进展颇多。面罩，实际上是一个绝好的机会对于国产厂商来说。呼吸机的技术不是一天两天可以提升的来的，但是面罩只要用心学习，利用好后发优势还是机会不小的。BMC的新款鼻罩N4就是其中的优秀代表。&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-19b896bbeb39a_b.jpg& data-rawwidth=&640& data-rawheight=&286& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&640& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-19b896bbeb39a_r.jpg&&&/figure&&p&最后，大家在选择面罩的时候一定要根据自己的脸型与情况挑选合适的面罩。虽然目前目前瑞思迈与伟康的呼吸机一般都标配有面罩，这个面罩相对来说通用性强一些，适合大多数人。但是我们在一线的服务患者过程中，仍然发现一些问题。比如瑞思迈的N10面罩，虽然价格不菲，设计独道，但是对于广大鼾症患者的鼻型来说显然是不够用的。此外，伟康的Easylife面罩，虽然说是标配且性价比好，但是对于大鼻型的患者来说，空间过于狭小，影响治疗效果。选择面罩的关键是：不是贵的就是好的，而是合适的才是好。瑞思迈Escape Auto标配面罩FX就是一个例子，虽然是标配，但是舒适度与最终患者的治疗结果都是不错的。另外，再补充一下，瑞思迈与伟康的面罩通常分为很多码。比如瑞思迈喜欢用STANDARD和WIDE码来区分，伟康的喜欢用S,M,L,XL这样的区分。我们的经验是：对于瑞思迈面罩尽可能选择WIDE码，因为它的标准码实际上有些小；对于伟康的面罩来说M码大多数情况是可以的。&/p&&p&希望大家选择一款适合自己的面罩，把呼吸机真正用好，把身体搞得棒棒地！&/p&&p&附：国内主要面罩一览&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-ea0734785fbe000e331d9bf_b.jpg& data-rawwidth=&640& data-rawheight=&533& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&640& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-ea0734785fbe000e331d9bf_r.jpg&&&/figure&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-35d6dfeaf922_b.jpg& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&587& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-35d6dfeaf922_r.jpg&&&/figure&&p&宁波俊杰医疗器械有限公司&/p&&p&澳大利亚瑞思迈宁波最佳合作伙伴。&/p&&p&岳先生 (微信)&/p&&p&微信公众号；宁波呼吸机&/p&&p&宁波打呼噜交流QQ群：&/p&&p&官网：&a href=&https://link.zhihu.com/?target=http%3A//www.OSAHS.Org& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://www.&/span&&span class=&visible&&OSAHS.Org&/span&&span class=&invisible&&&/span&&/a&&/p&&p&地址：宁波市中山东路181号中农信大厦734室&/p&
家用呼吸机作为治疗睡眠呼吸暂停综合症的主要手段，目前在全世界范围内得到了公认。家用呼吸机也走进了越来越多的家庭中，给很多人带来了生活上质的转变，健康得到了改善。在使用呼吸机的过程中，很多患者朋友也发现，相较于呼吸机的各种规格与型号，面罩的…
&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-222fa256b42a0a27cd963a659d72e53b_b.jpg& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&500& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-222fa256b42a0a27cd963a659d72e53b_r.jpg&&&/figure&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-5b85747acfa2bad864e0e386ed187c31_b.jpg& data-rawwidth=&493& data-rawheight=&335& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&493& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-5b85747acfa2bad864e0e386ed187c31_r.jpg&&&/figure&&br&&p&以前我们曾经有一篇&a href=&https://link.zhihu.com/?target=http%3A//m.toutiao.com/iFgroup_id%3Dgroup_flags%3D0& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&大话瑞思迈家用呼吸机S9系列三剑客&/a& ，里面提到了有些高冷的Auto25机器，也叫全自动双水平呼吸机。单单从价格区间上来看，确实是有些高不可攀，到底这种机器戴起感觉如何呢？我连续戴了五个晚上。让我来告诉你到底有什么区别！&/p&&p&我们先来看看单水平全自动呼吸机和这个双水平全自动呼吸机到底区别在哪儿？有兴趣的朋友也可以翻出我们以前的文章了解一下。（&a href=&https://link.zhihu.com/?target=http%3A//m.toutiao.com/iFgroup_id%3Dgroup_flags%3D0& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&宁波的朋友你知道同样是双水平呼吸机，有什么区别吗？&/a&）&/p&&h1&单水平呼吸机&/h1&&p&实际上就是始终是一个持续的，正向的压力给到气道。这种呼吸机也是最为普遍和流行的呼吸机。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-327da8fb2f032fa175175b_b.jpg& data-rawwidth=&497& data-rawheight=&164& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&497& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-327da8fb2f032fa175175b_r.jpg&&&/figure&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-2fbcb23fa81_b.jpg& data-rawwidth=&277& data-rawheight=&174& class=&content_image& width=&277&&&/figure&&br&&ul&&li&单水平全自动&br&&/li&&li&单水平半自动&br&&/li&&/ul&&br&&p&从上面的图我们可以看出来，半自动的单水平机器给到的是一个不变的压力；而全自动的单水平呼吸机的压力是随着气道压力变化而变化的。说得通俗一些就是：往鼻腔里吹气的大小一个是固定的，一个是会变化的。&/p&&h1&单水平吸气舒服，呼气怎么办？&/h1&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-e5cc89e4dbd_b.jpg& data-rawwidth=&686& data-rawheight=&311& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&686& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-e5cc89e4dbd_r.jpg&&&/figure&&p&现在几乎所有品牌的单水平呼吸机里都有一个功能叫：呼气末释压，每个品牌的叫法不一样。一般最大降低的压力是3厘米水柱。举例：你把呼气降压设置在3档，夜间你的压力是13个厘米水柱压力，那么你呼气时的压力就是10厘米水柱压力。&/p&&h1&双水平全自动原理怎么样？&/h1&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-d864cca7fdaa7abdce77c509_b.jpg& data-rawwidth=&681& data-rawheight=&267& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&681& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-d864cca7fdaa7abdce77c509_r.jpg&&&/figure&&br&&p&上图中，我们可以看到。机器可以人为的设置呼气压，即EPAP，最小值是4。吸气压可以最大设置到25。而且这个吸气压的算法和全自动波动的，会根据夜晚你气道压力而变化的。在这个地方，你可以认为是一部单水平全自动的机器，算法上和AutoSet的算法差不多。&br&&/p&&h1&压力支持&/h1&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-8bf1ae7d24e741aefcc4bb964e38367c_b.jpg& data-rawwidth=&2150& data-rawheight=&1804& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&2150& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-8bf1ae7d24e741aefcc4bb964e38367c_r.jpg&&&/figure&&br&&p&不同于普通的单水平全自动机器，瑞思迈Auto25有一个压力支持的概念，可以人为设定，我自己先后在不同的压力支持下试戴体验过，感觉是不一样的。压力支持数值越大，会明显感觉一个收缩感，面罩会有明显的震动，由于压力差的大小。&br&&/p&&h1&直观感受&/h1&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-2cda96e8c8a647d229cd_b.jpg& data-rawwidth=&2592& data-rawheight=&1456& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&2592& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-2cda96e8c8a647d229cd_r.jpg&&&/figure&&br&&p&外观是S9系列共通的&/p&&p&S9系列的所有机型共用一套外观，只是内部的软件算法不一样。这样的好处是：&br&&/p&&ul&&li&&p&&b&方便用户一次性学习&/b&&/p&&/li&&li&&p&&b&共用湿化器和加温管路的设计&/b&&/p&&/li&&/ul&&p&直观上的感觉是这样的，在压力支持较低时，刚入睡时，和单水平全自动感觉不是太明显，但是随着入睡后压力的上升，会明显的感觉在呼气时较为轻松，和平时没有什么不一样。这是在单水平机器上感觉不到，单水平机器在夜间压力高升时，尽管有呼气末释压功能，但是仍然有较高的呼气压，有些就会出现明显的呼气困难（有的人说是“呼不出气来”“很顶”等）。由于双水平全自动是：单水平全自动+双水平S ，所以可以看成是集合了两者的优点的机器。&/p&&h1&哪些人用最好？&/h1&&p&重度肥胖&/p&&p&我们以前服务过很多用户，有些用户确实是由于肥胖太严重，导致佩戴一般普通的单水平全自动呼吸机舒适度较低，有时仍会有憋醒的状况。这样的患者最适合用双水平全自动呼吸机了，在呼气时明显会感觉顺畅，吸气时也足够能打开气道。&/p&&p&鼻功能不好&/p&&p&其中有一类用户在佩戴单水平呼吸机时压力会在短短几分钟内迅速的上升，一般这种情况主要是由于鼻功能问题较重。这些人在使用单水平机器时，特别是在夜间入睡后会明显的感觉压力太冲，呼不出气来。实际上，非常地适合使用双水平全自动机器，会在呼气时明显更轻松。&br&&/p&&h1&总结&/h1&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-8b2fe37200ba0cec3be78bc51fdd9c20_b.jpg& data-rawwidth=&2464& data-rawheight=&1632& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&2464& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-8b2fe37200ba0cec3be78bc51fdd9c20_r.jpg&&&/figure&&br&&p&目前针对鼾症的治疗，舒适度最好的就是全自动双水平呼吸机了。但是此类机器售价通常也较高，可以参考某宝。但是从性能上来说，确实是强悍无比，舒适度上也大大超越了单水平全自动的机器。应该说还是物有所值的！相信随着大家对健康的越来越重视，很多人也会考虑选用双水平全自动呼吸机来达到更舒适，更好的治疗效果的。&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-35d6dfeaf922_b.jpg& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&587& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-35d6dfeaf922_r.jpg&&&/figure&&p&想要了解更多打呼噜及呼吸机的信息，可以搜索我们的微信公众号：宁波呼吸机 &/p&&p&宁波的朋友可以直接当面交流哦！我们在：宁波市中山东路181号中农信国际商厦7楼734室 (电话微信：)&/p&&p&我在宁波死磕呼吸机，你把健康打包带走！（&a href=&https://link.zhihu.com/?target=http%3A//www.osahs.org& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&呼吸机匠人(TM) | 宁波俊杰医疗_宁波呼吸机专卖_宁波瑞思迈呼吸机专卖_双水平呼吸机专卖_睡眠监测&/a&）&/p&
以前我们曾经有一篇 ，里面提到了有些高冷的Auto25机器，也叫全自动双水平呼吸机。单单从价格区间上来看，确实是有些高不可攀，到底这种机器戴起感觉如何呢？我连续戴了五个晚上。让我来告诉你到底有什么区别！我们先来看…
&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-0c9ac7efd_b.jpg& data-rawwidth=&640& data-rawheight=&341& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&640& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-0c9ac7efd_r.jpg&&&/figure&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-a6a04b509ff6ec87eee8f1_b.jpg& data-rawwidth=&640& data-rawheight=&484& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&640& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-a6a04b509ff6ec87eee8f1_r.jpg&&&/figure&&p&目前澳大利亚瑞思迈呼吸机在国内的行货是S9系列，这是一个比较大的系列，涵盖了单水平，双水平等机型。今天我们向大家介绍在鼾症领域的三个型号，在这里权且称作“三剑客”。这三个型号机型是我们平时推荐最多的。有些鼾友可能从一些其它地方有了解，今天我们大致给大家介绍一下，这“三剑客”的情况。&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-0c9ac7efd_b.jpg& data-rawwidth=&640& data-rawheight=&341& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&640& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-0c9ac7efd_r.jpg&&&/figure&&p&( S9 三剑客 )&/p&&p&&b&老三：S9 Escape Auto&/b&&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-bba06e078ce_b.jpg& data-rawwidth=&640& data-rawheight=&424& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&640& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-bba06e078ce_r.jpg&&&/figure&&p&这是“三剑客”中最为亲民的一个。售价在：8600（顶配）。它是瑞思迈S9系列单水平全自动呼吸机的入门款型号。和家族内其它机器相比，它的配置最为简单，以简至胜。对于大多数鼾症患者来说它是完全胜任的。和后面的两位大哥的主要区别在于：&/p&&ul&&li&&p&中枢型呼吸暂停探测功能&/p&&/li&&li&&p&智能开关机&/p&&/li&&li&&p&详细数据&/p&&/li&&/ul&&p&如果你确实是打呼噜严重，而且有大量的阻塞型呼吸暂停事件发生（需要睡眠报告确认），而且也比较讲求性价比，那么它无疑是最合适的。&/p&&p&&b&老二：S9 AutoSet&/b&&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-f7f53b375e0ebcacad134_b.jpg& data-rawwidth=&640& data-rawheight=&424& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&640& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-f7f53b375e0ebcacad134_r.jpg&&&/figure&&p&单从名字上看，似乎要比刚才的老三高端一些。售价在：12800（顶配）。在老三的基础功能上，它增加了以上的三项功能。针对一部分讲求舒适性，并且有大量中枢型呼吸暂停事件（需要睡眠报告确认），价格承受度好的患者这个是最好的。&/p&&ul&&li&&p&中枢型呼吸暂停事件探测功能：这个主要提升了舒适性，机器采用特有的技术，来探测是否发生中枢型呼吸暂停，如果有，压力将不会继续升高，待中枢型呼吸暂停结束后，正常给到压力。&/p&&/li&&li&&p&智能开关机：这个其实对一些刚使用呼吸机的新鼾友，或者年纪大一些的患者来说是方便的。戴上面罩，自动就开机了；摘了面罩，自动就关机了。&/p&&/li&&li&&p&详细数据：我们认为这个功能是最为重要的，对于专业的呼吸机服务商来说，这是一个无比强悍的功能。通过对详细数据的分析，可以发现患者在使用呼吸机的问题在哪儿，从而作出明确的判断，给出合理的建议，进而把呼吸机用到最好，达到最好的治疗效果。对于呼吸机服务商来说需要具备熟练而专业的数据分析能力。&/p&&/li&&/ul&&p&AutoSet这个型号在国外是一个主流型号，在后来的机器升级后也作了延续。与其它进口呼吸机品牌的同档次对比，是一款无比强悍的机器，各方面都是处于绝对领先的地位。&/p&&p&&b&老大：S9 Auto25&/b&&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-e4c30fdbdc40c3bab15e35d96db35385_b.jpg& data-rawwidth=&640& data-rawheight=&325& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&640& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-e4c30fdbdc40c3bab15e35d96db35385_r.jpg&&&/figure&&p&这位老大，说起来是有一些高冷的。售价：18500（顶配）。因为它主要针对一些重度患者，治疗压力一度逼近20厘米水柱的患者，这部分患者可以说是重度中的“重度”。就目前来看，这样的患者还真不多。从功能上讲，它实际上是一款完全有别于以上两款机器的机器。它学名叫：双水平全自动呼吸机。理应归到双水平呼吸机里面的。不过，由于它主要也是针对鼾症（OSAHS）患者，我们就把它也归到这里一齐说了。由于完全是不同套路的风格。它有不同于以上两位兄弟的功能：&/p&&ul&&li&&p&VAUTO技术&/p&&/li&&li&&p&压力范围：0-25&/p&&/li&&li&&p&中枢型检测&/p&&/li&&li&&p&Vsync技术（吸气时间）&/p&&/li&&li&&p&智能开关机&/p&&/li&&li&&p&详细数据.&/p&&/li&&/ul&&p&如果说AutoSet是Escape Auto的升级版的话，那么Auto25可不是AutoSet的升级版，而是完全新开了一个品类。技术上不同，从压力范围上看，最大压力达到了25厘米水柱，对于最为重度患者来说是胜任的。VAUTO技术、中枢型探测、Vsync技术都是提升舒适度的。&/p&&p&在我们一线服务过程中，这款机器虽然强悍，但是没有性价比优势，价格过于高冷，而且对于大多数重度患者来说，远没有达到25厘米水柱的需求。一些其它的舒适性方面的改善在实际佩戴中，和AutoSet并没有拉开较大的距离。所以我们认为，这款机器不适合大多数鼾症患者，只适合于一小部分最为重度的鼾症患者，还有就是对价格不敏感。我们不轻易推荐这款机器，因为确实是太高冷啦。&/p&&p&以上，我们只针对性的对治疗鼾症的S9系列机型作了介绍，这三款机器是我们较为常见的。如果要作一个总结的话，我们会这样归纳这三款机器：&/p&&p&&b&Escape Auto：是一个普及型，性价比最好，接受度好，针对大多数鼾症患者来说是完全没有问题的；AutoSet：在Escape Auto基础上增加上舒适性功能和详细数据，我们认为如果经济实力可以，这款机器是最为合适，而且对对于我们这样的专业型呼吸机服务商，可以把服务作得更到位；Auto25：如果不差钱，如果是严重鼾症，可以考虑这型号。&/b&&/p&&p&最后多说一句：不是越贵的机器就是越好。再好的机器，用不好也是堆废铁；入门级的机器倘若发挥到极致，也是神机一台。针对鼾症患者，机器之间的差异并不是天壤之别的，关键是要用好。鼾友自己有治疗的积极性，我们有专业的技艺，两相匹配才能达到最好的治疗效果。&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-35d6dfeaf922_b.jpg& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&587& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-35d6dfeaf922_r.jpg&&&/figure&&p&宁波俊杰医疗器械有限公司&/p&&p&澳大利亚瑞思迈宁波专卖&/p&&p&岳先生 (微信)&/p&&p&微信公众号；宁波呼吸机&/p&&p&宁波打呼噜交流QQ群：&/p&&p&官网：&a href=&http://link.zhihu.com/?target=http%3A//www.OSAHS.Org& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://www.&/span&&span class=&visible&&OSAHS.Org&/span&&span class=&invisible&&&/span&&/a&&/p&&p&地址：宁波市中山东路181号中农信大厦734室&/p&
目前澳大利亚瑞思迈呼吸机在国内的行货是S9系列，这是一个比较大的系列，涵盖了单水平，双水平等机型。今天我们向大家介绍在鼾症领域的三个型号，在这里权且称作“三剑客”。这三个型号机型是我们平时推荐最多的。有些鼾友可能从一些其它地方有了解，今天我…
&p&&b&这个问题我能回答~ 以前家里油烟机吸力不够，让老妈很不满意，换过两次，当时特意研究了下这里面的学问。&/b&&/p&&p&&b&我家最早是住 6 层楼的老小区，用的是那时候流行的中式油烟机▼这种油烟机吸力弱，价格也便宜，现在已经被淘汰了。&/b&&/p&&b&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-b27abfd7a638c31cc63c1c_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&773& data-rawheight=&422& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&773& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-b27abfd7a638c31cc63c1c_r.jpg&&&/figure&&/b&&p&这台油烟机在我家服役多年，表现一直不错。为什么呢？因为在多层的老小区里面，油烟机的排管都是直接排放到室外的，这种直排的方式，对油烟机的性能要求并不高。&/p&&p&&br&&/p&&p&后来我们搬家，住进了新修建的高层小区。高层小区的油烟，都是排到公共烟道里的，对油烟机的性能要求很高。&/p&&p&&br&&/p&&p&当时我们家不懂啊，我妈图便宜，还是买了中式油烟机，结果油烟根本排不掉，炒个菜，家里跟着火似得。赶紧换了已经流行起来的欧式油烟机，排烟效果比以前好，但也没有十全十美。就这么勉强用了半年，最后我爸拿了年终奖，买了台很上档次的油烟机，这第三台油烟机，彻底用得舒心了。&/p&&p&&br&&/p&&p&为什么新小区的排烟道设计，会很挑油烟机呢？&/p&&p&&br&&/p&&p&先说说油烟机的工作原理，抽油烟机安装于炉灶上方，通过驱动电机，让内部的风轮高速旋转，在炉灶上方的空间范围内营造出负压区，将烹饪产生的油烟吸入油烟机，进行油烟分离，最后将净化后的烟气排出。&/p&&p&&br&&/p&&p&在老小区里，油烟机直接将烟气排出即可。而高层小区的厨房里，烟气在油烟机的推送下，通过管道进入单元楼的排烟道，沿着烟道上升，最后在楼顶的出气口排出。在油烟于烟道内向上走的过程中，其他楼层住户可能也在向公共烟道排烟，当大量的油烟汇集于公共烟道中，公共烟道内压力增大，排烟不畅。&/p&&p&特别是中低层住户，排烟一方面需要克服公共烟道长度所带来的管道阻力，另一方面还需要克服因为公共烟道油烟汇集阻塞的管道压力。这个现象就像马路上行驶的汽车，汽车的快慢一方面取决于是否拥堵，其次还取决于马路的平整性。&/p&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-501d46b6e4f756ea1d856_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&224& data-rawheight=&533& class=&content_image& width=&224&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&除了难排烟之外,低楼层的住户,家里还容易被倒灌进其他住户的油烟味。我家这一栋 2 楼的住户，就抱怨说在家里都能闻到别人家做了什么菜。在高层小区里，如果烟道里的压力过大，别人家的油烟也会被「压」进自己家的厨房。&/p&&p&&br&&/p&&p&那是不是不住在低楼层，对油烟就可以高枕无忧了？也不是，像我家住在中间楼层，每天傍晚做饭的高峰期，油烟还是不好排。就像城市交通晚高峰的拥堵一样，这时的排烟管也因为集中排烟而拥堵不堪。如果家里的油烟机没有足够的抗压能力，还是没法让烟气冲破阻力及时排出。&/p&&p&&br&&/p&&p&高楼层已经很挑油烟机了，如果都用封闭式的厨房装修那还好点，可以把厨房门关上。但现在很多年轻人装修，喜欢用开放式的西式厨房，对吸油烟机的要求就更大了，必须要有足够的风量和风压，才能及时排掉油烟。&/p&&p&&br&&/p&&p&所以说油烟机的挑选也是一门学问，那应该怎么挑选一台称心如意的油烟机呢?&/p&&p&&br&&/p&&p&买油烟机，最主要就是吸力大、吸得快。反映在油烟机的参数指标上，就是&b&风压和风量&/b&。&/p&&p&&br&&/p&&p&先说&b&风量&/b&，风量是指管道内没有阻力的时候，抽油烟机在单位时间内的排风量。比如一台抽油烟机的风量是 15 立方米/分钟，就是指管道里没有阻力的话，这款油烟机的流量有 15 立方米。&/p&&p&&br&&/p&&p&风量越大的油烟机，可以更快更及时地排尽油烟。国标的规定是，油烟机风量不得小于 7 立方米/分钟。根据我的实际使用体验，高层小区的住户，有条件最好选择高于 15 立方米/分钟的油烟机。&/p&&p&&br&&/p&&p&这就和网速一样，用 4M/s 的小水管下载高清电影，得下载几个小时。而用 100M/s 的高速光纤下载，几分钟就下载完了，用着自然爽~&/p&&p&当然，在实际情况中，管道无阻力的情况不存在，所以标注的风量只是一个参考值，要结合油烟机的抗压能力一起考虑，这时候就要看风压了。&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&风压呢，&/b&是指抽油烟机在风量为 7 立方米/分钟的情况下，油烟机克服的阻力。还有一个常见的类似指标，叫最大风压/静压，是指排风量为 0 时的阻力。&/p&&p&&br&&/p&&p&油烟机的风压值越大，油烟机的抗倒风能力就越强。在动辄二三十楼层高的高层小区里，公共烟管是很长的，排烟压力的损失不小，需要更大的风压，才能保证烟气全部顺利排出。&/p&&p&&br&&/p&&p&这好比是给自行车胎打气，刚开始容易打，但当车胎里的气越来越多，打气筒就不好推了，手一松还会被往回顶。这时候咱们就得加把劲才能完成打气。风压大的油烟机，就是劲儿更大更足。&/p&&p&&br&&/p&&p&现在好些的油烟机，最大风压都能达到 300 Pa 以上，像业界龙头老板的大吸力油烟机，已经能做到 800Pa 的最大风压，22 立方米/分钟的最大风量，堪称黑科技。&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-672eb3c35a0255db70ffa_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&536& data-rawheight=&492& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&536& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-672eb3c35a0255db70ffa_r.jpg&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&最后总结一下：高层小区用公共烟道的设计，是很挑油烟机性能的。越是低楼层、开放厨房设计、在高峰期做饭，越要认真挑油烟机。风压和风量这两个指标，是衡量油烟机性能的核心指标。风压越大越好，风量要够用，在此基础上再结合噪音控制、外观设计等因素，就能买到一台称心如意的油烟机啦~&/p&&p&觉得有帮助欢迎点赞~&/p&
这个问题我能回答~ 以前家里油烟机吸力不够，让老妈很不满意，换过两次，当时特意研究了下这里面的学问。我家最早是住 6 层楼的老小区，用的是那时候流行的中式油烟机▼这种油烟机吸力弱，价格也便宜，现在已经被淘汰了。这台油烟机在我家服役多年，表现一…
&p&&b&更新&/b&（03-19-2018）：感谢大家三天来的关注和反馈。量子通信部分略有修改，一些细节语言更严谨了些。需要强调的是，实际条件下量子通信的安全性分析是一个复杂的研究方向，科学家们也一直在为减少实用量子通信的安全漏洞不懈努力。例如，诱骗态 (decoy state) 和测量装置无关量子密钥分发 (measurement-device-independent quantum key distribution) 弥补了第一代商用量子通信技术的两个重要安全漏洞。但是，&b&绝对安全的量子通信在现实中是不存在的，使用了新技术的量子密码仍然存在其它安全漏洞&/b&。对此感兴趣的童鞋可以参考下面三篇综述长文：&/p&&p&&a href=&//link.zhihu.com/?target=https%3A//journals.aps.org/rmp/abstract/10.1103/RevModPhys.81.1301& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&V. Scarani, et al. The security of practical quantum key distribution. Rev. Mod. Phys. 81, )&/a&&/p&&p&&a href=&//link.zhihu.com/?target=https%3A//www.sciencedirect.com/science/article/pii/S6963& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&R. Alléaume, et al. Using quantum key distribution for cryptographic purposes: A survey. Theor. Comput. Sci. 560, 62 (2014)&/a&&/p&&p&&a href=&//link.zhihu.com/?target=https%3A//www.nature.com/articles/npjqi201625& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&E. Diamanti, et al. Practical challenges in quantum key distribution. npj Quantum Information 2, 1)&/a&&/p&&p&另外，为了避免误解，第八部分中关于中国互联网巨头“量子战略”的评论更具体了些，写清了“亩产十万斤”到底指什么。此段观点没有变化。&/p&&p&最后，出于自我保护，&b&我将在知乎永久封笔。Addio!&/b&&/p&&hr&&p&本人坐标耶鲁大学，是 Devoret-Schoelkopf 超导量子计算实验室迄今唯一本科来自中国的博士生。&/p&&p&&br&&/p&&p&文章很长，分为九个独立的问题，可分别阅读：&/p&&p&（一）量子是个啥？&/p&&p&（二）各种量子技术都是啥？&/p&&p&（三）量子计算机有啥用？&/p&&p&（四）量子计算机怎么做？&/p&&p&（五）当前量子计算实验研究的各路高手都是谁？&/p&&p&&b&（六）量子计算到底难在哪？进展到哪一步了？&/b&&/p&&p&&b&（七）量子计算何时商业化？&/b&&/p&&p&&b&（八）中国的量子计算处于什么水平？&/b&&/p&&p&（九）结束语：我们为什么研究量子计算？&/p&&p&&br&&/p&&p&不过在长篇大论之前想先喊几句：&/p&&ol&&li&&b&量子计算机不是摩尔定律的延续，没有理由取代经典计算机&/b&&/li&&li&&b&在现阶段，“量子比特数大战”是没有意义的&/b&&/li&&li&&b&近几年量子计算“商业化”的泡沫极多，各种项目鱼龙混杂&/b&&/li&&li&&b&中国的量子科技有个别亮点，但总体显著落后于美国和欧洲&/b&&/li&&/ol&&hr&&p&这两年来，自己在被看过各种新闻的小伙伴们不停地问：&/p&&p&量子计算机还要多久才能造出来？听说马上就要／已经造出来啦？......&/p&&p&量子计算是不是快要商业化了？有了量子计算机，IT 产业会彻底颠覆吗？程序员会大量失业吗？......&/p&&p&中国是不是也要造出量子计算机了？中国的量子科技世界领先吗？你们实验室做得过中科大吗？......&/p&&p&问话地点包括但不限于餐桌、微信、剧场、超市、洗手间等。由此意识到两件事：开心的是自己的领域最近确实在受到不一般的关注；但尴尬的是&b&大家平时接触到的有关量子计算的报道（哪怕来自看似“专业”的媒体）几乎都带着很强的宣传甚至营销风格，极少会用科学的态度说事情，一次次地展示“科技新闻”的下限，让人分不清这究竟是一场科技革命，还是又一轮商业炒作。&/b&这实在令人遗憾——在信息最发达的时代，铺天盖地的新闻却多是噪声，普通人依旧没什么机会弄清热门话题的真相。&/p&&p&这也是我动笔的主要原因——我希望更多理性的童鞋能了解一些有关量子计算的&b&事实&/b&。&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&本文主要面向非专业读者&/b&，只需要基本的物理和信息技术常识即可。本文也不是学术论文，重点是介绍这个领域的整体图像、主要挑战，尽量不涉及太多知识细节。其实与当下的其它科技热潮（例如人工智能）相比，量子计算、尤其是它的物理实验是一个规模很小、离生活较远、有相当专业门槛的严肃科学领域（量子力学只是其中最最基本的知识），想通俗但准确地把事儿说明白挺不容易。但我会努力尝试滴～ 不过最重要的是——&b&区分什么是科学、什么是炒作：&/b&（预览一下正文第六部分的几条屡试不爽的经验判据）&/p&&ol&&li&&b&当前所有以量子比特数作为首要亮点的“进展”几乎都是炒作&/b&&/li&&li&&b&所有在新闻媒体上首发或大肆渲染的“进展”几乎都是炒作&/b&&/li&&li&&b&所有在朋友圈里大量转发、被非专业人群大量关注的“进展”几乎都是炒作&/b&&/li&&li&&b&在现阶段，所有“多少年后做出量子计算机”的承诺都是炒作&/b&&/li&&/ol&&p&&br&&/p&&p&车辆起步，请扶稳坐好。［本文谈到的所有进展都已经公开发表，不会透露任何实验室的内部消息和图片］&/p&&hr&&p&首先也最重要的是，我们在谈论任何科技进展的时候都必须分清三个概念：&b&科学事实&/b&、&b&理论构想&/b&、&b&未来展望&/b&。&/p&&p&&b&科学事实必须是清晰、准确、可重复的实验结果。&/b&确凿的实验事实是最扎实的科学知识。例如，氢原子有一个质子和一个电子，正常人有23对染色体等等。当前量子计算机的研究也是建立在非常坚实的实验基础之上——后面会讲到，&b&在过去的二十多年里，科学家已经在量子物理的两条新战线上分别取得了里程碑式的重大进展&/b&。&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&理论构想是依据已知科学事实、通过逻辑推演得出的预言或设计。&/b&再精妙的理论构想也要经过实验检验之后才能被称为事实。例如，1916年，爱因斯坦在广义相对论的基础上提出了引力波的预言；但是这个构想直到1974年天体物理学家 Russell Hulse 和 Joseph Taylor 用 Arecibo 射电望远镜发现脉冲双星 PSR 1913+16 后才首次得到明确验证（敲黑板，并不是最近的 LIGO 实验）。不过，不是所有的理论家都像爱因斯坦一样伟大。科学史上，优美的理论预言最终没能通过实验的检验是再常见不过的事。&/p&&p&另一类未能实现的理论构想存在于工程设计中。很多童鞋可能都知道达·芬奇的“飞机”设计手稿，这里我们说另外一个例子——英国数学家和工程师 Charles Babbage 最早在1837年设计出了一种叫&b&分析机&/b& (Analytical Engine) 的机械计算机。用现代的计算理论看，分析机就是一台&b&图灵完备&/b& (Turing-complete) 的通用计算机，它有内存、有算数逻辑单元、有指令集、有条件与循环控制，编程方式很接近今天的汇编语言，理论上可以用纯机械方式完成现代电子计算机的所有运算。1843年，英国数学家 Ada Lovelace（著名诗人拜伦的女儿）为分析机编写了一段伯努利数的计算程序，被认为是地球上的第一只程序猿。但是，分析机的复杂与精密程度超过了十九世纪机械工程的水平，Babbage 生前也没能为此得到足够的经济支持，于是这个原本可以成为人类第一台通用计算机的伟大设计就永远地停留在了图纸上，直到一百年后电子计算机问世。 &/p&&p&其实，今天我们研究的量子计算机很像当年 Babbage 的分析机——&b&都是非常精妙的理论构想，但在工程实践上都超前于时代，并且量子计算机的超前程度要远大于分析机&/b&。今天的“量子算法”研究者也很像当年的 Ada Lovelace——在给一台现实中还不存在的机器写程序。探索未来是基础研究非常迷人的地方；但我们同是要明白，不是所有构想都能成为现实，量子计算机从理论设计到真正问世中间有很长很长的路要走。&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&未来展望&/b&不用多说，举一个例子就够了：“二十一世纪是生命科学的世纪。”&/p&&p&&br&&/p&&p&事实、理论和展望在科研中都是必要的，但它们可靠性依次显著降低。&b&科技炒作的核心手段之一就是在宣传中把构想当作事实，把主观展望当作客观结论。&/b&当下关于量子计算的种种“大新闻”大多如此。所以请大家在阅读下文的时候特别注意三者的区别。分清这几个概念，在我看来是比具体知识更重要的科学素养的体现。&/p&&p&&br&&/p&&p&&br&&/p&&h2&（一）量子是个啥？&/h2&&p&量子不是一种粒子，它在多数情况下是一个&b&形容词&/b&而不是名词。它也不是指分立、不连续，而是&b&一套自然规律的总称——这套规律是人类现有认识范围内物质世界的“基本法”&/b&。&/p&&p&用个类比：古时侯人们就懂得万物生长靠太阳、种田栽树要浇水施肥，这些都是农作物生长的规律；而现在我们知道，这些绿色植物生命活动的本质是细胞中的光合作用、呼吸作用等一系列生物化学过程。物理世界也是如此。我们日常生活中接触到的各种力、热、电、光现象大多可以用建立于十七到十九世纪的经典物理学解释；但进入二十世纪后，&b&科学家们发现世界是由原子组成的，如果想从分子、原子水平的上更本质地理解自然现象，就必须引入一套与经典物理很不一样的新规律，这就是量子力学&/b&。引用当代最知名的理论物理学家 Sheldon Cooper 博士的话：&/p&&blockquote&Quantum physics makes me so happy. It's like looking at the universe naked.&/blockquote&&p&量子物理是人类迄今为止建立的最基础、最精确的科学理论，现代物理学的主体就是量子力学在各种不同物质尺度上的具体延伸和应用。然而，依人们日常的经验和直觉来看，这套规律非常诡异，尤其是下面三点：&/p&&ol&&li&&b&量子叠加&/b& (quantum superposition)：在量子世界中，物体可以同时处于不同状态的叠加上。从另一个角度说就是“波粒二象性”。 &/li&&li&&b&量子纠缠&/b& (quantum entanglement)：&b&在量子世界中，相互作用的物体之间存在着一种不受距离限制的、用任何经典规律都无法解释的关联。&/b&这种关联携带着信息，使得发生纠缠的各个物体处于一种不可分割的整体状态，不能分别描述。著名的“薛定谔猫态”就是思想实验中一只猫和一个放射性原子的纠缠态（猫也因此成为了量子物理学家的图腾，喵星人表示很无辜）。&b&控制和利用量子纠缠，是量子信息处理的物理本质。&/b& &/li&&li&&b&量子测量&/b& (quantum measurement)：量子世界中不存在安静的暗中观察者，&b&测量不是被动地读取信息，而会根本地改变被测物体的状态&/b&。它最简单的表现就是“海森堡不确定关系”。量子测量的这种必须干扰被测物体的诡异属性使得人们从量子系统中获取信息变得极其困难。实际中，我们制造量子计算机遇到的大部分难题最终都能归结到量子测量。 &/li&&/ol&&p&&br&&/p&&p&量子在不少人的印象中可能非常前沿甚至有点玄妙；但熟悉现代物理的童鞋都知道，量子力学正式建立距今已有九十多年，是一套相当成熟的科学理论。那么今天的科学家又在研究什么？按照理论造一台量子计算机不就完了？&/p&&p&不是这样的。&b&科学家对任何一种自然现象的研究必须经过“发现－理解－控制”三个阶段之后才有可能将其转化为实际应用&/b&。以我们比较熟悉电磁学为例：人们在古代就&b&发现&/b&了雷电、磁石，在近代又&b&发现&/b&了电流磁效应、电磁感应、电磁波......；经过库伦、安培、法拉第、麦克斯韦等几代科学家的努力，人们逐渐&b&理解&/b&了各种电磁现象的内在规律，并最终形成了统一电、磁、光的经典电磁理论；与此同时，科学家们发明了莱顿瓶、伏打电堆、螺线管、电动机、发电机、天线等最基本的物理装置来&b&控制&/b&电磁场，使得人们最终可以利用这种自然力进行工程实践，才有了后来的电气革命和信息革命。&/p&&p&那我们对量子的研究走到哪一步了？量子的概念主要起源于19世纪末、20世纪初的一系列原子物理&b&发现&/b&；量子力学在1925年后建立并迅速成熟，但是这套完备的理论建立在一些诡异的基本原理之上，人们对这些基本原理的&b&理解&/b&至今还很欠缺；不过真正要命的是，&b&尽管量子力学可以用来解释和预测海量的自然现象，“如何控制量子物体”的研究却一度进展地相当缓慢&/b&——在1990年代之前，科学家都几乎没有控制单量子态的能力。由此导致的结果是，人类对量子力学的应用至今仍非常初级。类比来说，晶体管、激光、核磁共振、原子钟这些发明对量子原理的开发程度，大概也就和指南针对电磁原理的开发程度差不多。简言之，&b&相比于对微观世界的认识，人类在实验上控制、测量量子系统的能力还很落后，这至今仍是量子技术发展的最大瓶颈。&/b&&/p&&p&&br&&/p&&p&&br&&/p&&h2&（二）各种量子技术都是啥？&/h2&&p&&b&A. 涉及量子原理的经典机器&/b&&/p&&p&这一类发明大多在上世纪中期出现，包括晶体管、激光、原子钟、核磁共振等等。&/p&&p&“涉及量子原理”是指&b&这些仪器的核心工作原理都源自原子尺度上的、必须用量子力学解释的物质性质&/b&——半导体的能带、原子的受激辐射、超精细能级结构、原子核的自旋磁矩等。&/p&&p&那为什么说它们是“经典机器”？这是因为&b&这些仪器只是在微观组成上涉及量子力学，人机交互的过程是完全经典的。&/b&例如，晶体管的功能来源于半导体中电子和空穴的运动；但是人使用晶体管不是去控制每一个电子和空穴，而是控制各个接口电压、电流的输入输出。这里的电压、电流都是有大量微观粒子参与的、完全经典的物理量，观测不到什么量子涨落 (quantum fluctuation)、不可同时测量之类的怪事。电路中的晶体管也不会处于开和关的量子叠加，晶体管之间也不会发生量子纠缠...... 所以，&b&晶体管只是在工作的微观原理上涉及量子现象，人使用晶体管的过程、用晶体管设计电子电路的方法则完全不涉及量子物理。&/b&&/p&&p&把晶体管、激光这类发明称为量子技术很容易让我们落入逻辑滑坡——万物的微观组成都是量子的，半导体是，木头、棉线也是，那照着么说木工、针线活也都算是量子技术咯？因此，活在21世纪，我们需要明白：&b&尽管微观组成不同，激光器和缝纫机一样属于经典机器，真正的“量子机器”是我们需要依据量子力学原理来控制、使用的机器&/b&，比如——&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&B. 量子通信 (quantum communication)&/b&&/p&&p&激光、晶体管不算量子机器的本质上是因为&b&人们在这些仪器中控制的只是大量微观粒子的集体运动，而不能对单个原子、电子或光子的量子态进行单独操控。&/b&人类在单量子态水平上的第一种工程实践直到上世纪末才出现，那就是量子通信。&/p&&p&量子通信直白地说就是“量子电报”。传统电报机收发的是经典电磁波，信息加载在电磁波的幅度、频率或者相位上；“量子电报机”收发的是单个光学频率的光子，信息加载在光子的不同量子态上。量子通信的物理基础就是单光子的产生、操纵、传输和测量。&/p&&p&量子通信最早的理论方案在1984年和1991年被分别提出，1992年第一次得到了实验的原理性验证，随后在科学家们的努力下向着距离更长、装置更简单实用的方向发展。此中贡献尤其大的是瑞士日内瓦大学的 Nicolas Gisin，他领导的实验室除了一系列使用纠缠光子实现量子通信的标志性实验外，最重要的是在1997年发明了不用纠缠光子的“plug & play”实验方案，成为实用量子通信的经典方法。1995年， Gisin 实验室借用瑞士电信公司跨日内瓦湖的湖底光纤，在日内瓦和尼永 (Nyon) 两个相距23公里的城市之间实现了第一次长距离户外量子通信。Gisin 与同事创办的 ID Quantique 公司于2003年实现了量子通信的商业化。2007的瑞士大选中，日内瓦大学与 ID Quantique 为日内瓦州的电子选票传输提供了量子加密，这是量子通信技术第一次被官方公开使用。此外，美国的 MagiQ Technologies 和法国的 Smart Quantum 公司等也很早都开始提供商业化的量子加密服务。 &/p&&p&那么，这种收发单个光子的“量子电报机”究竟强大在哪？人群中对此流传着几个误解：&/p&&p&&br&&/p&&p&误解一（低级错误）：&i&量子通信可以超光速&/i&&/p&&p&不可以。&b&所有利用了量子纠缠的量子通信方案同时还都需要一个经典信道的辅助&/b&，而经典通信不可以超光速。&/p&&p&&br&&/p&&p&误解二（中级错误）：&i&量子通信比经典通信更快&/i&&/p&&p&不是。&b&量子通信的主要意义不是加速，而是保密。它传递的不是信息正文，而是加密密钥&/b&（也就是余则成藏在抽屉里的密码本）。量子通信的实际应用通常也被称为量子密码学 (quantum cryptography) 或量子密钥分发 (quantum key distribution)。经过量子加密的信息正文依然是由普通通信方式传递的。&/p&&p&&br&&/p&&p&误解三（高级错误）：&i&量子通信是绝对保密的&/i&&/p&&p&并不是。正确的说法是：在&b&理想条件&/b&下，量子通信在信息&b&传输过程中&/b&是&b&无条件安全&/b&的。特别地，这种的安全保障并非来自加密的数学复杂度，而是测量必须干扰量子态、未知量子态不可复制等基本物理原理——这是量子加密与经典加密最本质的区别。&/p&&p&然而，&b&量子通信的安全性只是理想条件下的数学结论&/b&——假设光子传输过程中没有损耗、假设单光子态的制备、测量是完美的等等，很显然这些条件在实际中都不成立。&b&在2008年到2010年间，就至少有三个利用由实际中非理想条件导致的安全漏洞攻击 ID Quantique 或 MagiQ 商用量子通信系统的实验取得了成功，从事实上证明了第一代量子加密技术绝非不可破解。&/b&现实条件下量子通信的安全问题和优化方式目前仍是一个活跃的研究领域。&/p&&p&更重要的是，量子通信的安全范围仅限于光子的传输过程中；而一个完整的通信过程至少包括编码、发送、传输、接收、解码几个步骤，&b&量子力学定律可以保证密钥在理想的量子信道中不被窃听，但对收发两端的经典安全问题无能为力&/b&。这一点其实让量子通信的实用价值大打折扣——在现代保密系统中，安全隐患不仅出现在传输过程中，还经常出现在收发两端。所以，尽管物理学家一直在大力宣传量子通信，不少信息安全专家却对此持有怀疑——不可否认，量子通信是非常有趣的物理实验，但它在现实中真正对信息安全有多大提高还存在疑问。鉴于这些实际问题，尽管量子通信的基础研究在1990年代就已非常火热（瑞士之外比较有代表性的还有奥地利维也纳大学、美国 Los Alamos 国家实验室、伊利诺伊大学、IBM 实验室、英国电信实验室等），进入新世纪之后却逐渐降温，除了小范围之外没有得到大规模的应用和政府支持，直到2017年中国的量子保密通信“京沪干线”开通。&/p&&p&&br&&/p&&p&如此说来，量子通信的意义到底在哪？我认为客观地说，&b&量子通信的基础研究意义大于实用价值&/b&。且不谈量子加密在实际中的安全问题，保密通信本身在科技发展的大局中也只是一件小事。但是，&b&量子加密技术的基础是1980年代以来一轮量子物理的重大进展——利用光学光子研究量子纠缠&/b&。这轮研究的主要动机是对量子力学基本问题的探索——在此之前，人们对量子力学诡异属性的理解主要限于量子叠加，对更加诡异的量子纠缠、特别是纠缠和测量结合后出现的一些严重挑战经典世界观的深刻问题主要限于哲学讨论，而缺乏科学实验。这其中最著名的就是量子非定域性 (quantum non-locality) 检验，它将直接判明经典世界观中的局域因果性 (local casuality) 和客观实在性 (objective reality) 是否在真实世界中同时存在。对此的实验探索起源于1970年代的美国，但最关键的工作主要出现在欧洲——除 Nicolas Gisin 外，最具代表性的还有法国光学研究所 (Institut d'optique) 的 Alain Aspect 和奥地利维也纳大学的 Anton Zeilinger 等。&b&这一领域的科学家们在二三十年间通过一系列基本而巧妙的光子实验极大地深化了人类对于量子纠缠的理解，让量子力学通过了最严苛的检验；同时积累了大量制备、操纵、测量单光子的实验技术，并开始思考量子纠缠的实际应用，直接导致了量子通信技术的诞生。这在我的理解中是当代量子科技的第一个里程碑。&/b&即使当前实用价值有限，理解和控制量子纠缠都是构造更复杂量子机器的必要前提，比如——&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&C. 量子计算 (quantum computing)&/b&&/p&&p&&b&量子计算机不是“下一代计算机”，不是电子计算机的升级版，而是科学家构想中的一种高度复杂、高度可控的人造量子系统，兼具信息处理的功能。&/b&量子计算机是人类当前设想中最复杂、实现难度最大的量子机器，一旦建成对科学和社会的影响也最深远。&/p&&p&量子计算是本文之后全部内容的主角。&/p&&p&&br&&/p&&p&此外，量子技术还包括量子仿真（quantum simulation）、量子传感 (quantum sensing) 等。&/p&&p&&br&&/p&&p&&br&&/p&&h2&（三）量子计算机有啥用？&/h2&&p&先澄清一种流言：&i&量子计算机一旦做成，直接秒杀经典计算机。&/i&&/p&&p&正确的说法是：&b&理论构想&/b&中的&b&大型、通用、容错&/b&量子计算机会在&b&几类特定问题&/b&上有超出经典机器的计算能力。&/p&&p&&b&量子计算机和“摩尔定律”到没到头关系不大。&/b&&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&量子计算机并不是一种更快的计算机。它在逻辑、输出方式等方面与经典计算机根本不同，其中最本质的就是量子纠缠的存在。在量子信息学的观点中，量子纠缠是与物质、能量、信息并列的一种自然资源&/b&，利用好这种资源能使量子计算机发挥出巨大威力。但是，如何用它设计更快的算法，在理论上就是很大的挑战。目前，&b&对绝大多数计算问题，理论家们都还没有找到超过经典算法的量子算法&/b&；但在一些特殊问题上确实有了新的发现。哪些问题呢？最早发现的主要有两类：一类可以归结为&b&质因数分解（Shor 算法）&/b&，比已知最快经典算法有指数加速（准确说是超多项式加速）；另一类可以归结为&b&无序搜索（Grover 算法）&/b&，比经典算法有多项式加速。&/p&&p&Shor 算法和 Grover 算法分别于1994年和1996年被提出，可以说是它们的发现引起了科学界对量子计算的真正重视——&b&尽管量子计算的初步概念在80年代初就已出现，但十几年来都只是很小圈子内的理论游戏，被认为既无法实现也没有用处；Shor 算法和 Grover 算法终于为量子计算机找到了可能的实际应用。&/b&其中 Shor 算法的影响尤其大——现代密码学中，几类常用的公钥系统包括 RSA (Rivest–Shamir–Adleman) 和 ECC (elliptic-curve cryptography) 等的基本加密原理都可归结为大数分解的计算复杂度。因此量子计算机一旦出现，将给现有的信息安全带来巨大威胁。&/p&&p&不过这种威胁并不紧急——想运行 Shor 算法破解密码需要有至少上百万个量子比特的通用、容错量子计算机，这其中的任何一个词在短时间内都无法实现。并且，关于量子计算机无法破解的“后量子时代加密技术”的研究也已经有了不少成果。所以，单是破密码这类“黑客活动”并不会赋予量子计算机科技革命式的重要意义。在 Shor 和 Grover 算法提出后的十来年里，再没有第三类重要的量子算法被发现，量子计算理论的发展一度走向平缓。&/p&&p&&br&&/p&&p&但新的突破在2008年出现—— Aram &b&H&/b&arrow、Avinatan &b&H&/b&assidim 和 Seth &b&L&/b&loyd 提出了 &b&HHL 算法&/b&：在一系列前提假设下，量子计算机可以在对数复杂度内求解一些特殊的线性方程组。这让这个领域又一次火了起来——与 Shor 算法只有“黑客应用”不同，线性方程组在现代计算中可以说是无处不在。特别地，它是很多拟合、推断、优化问题的基础。HHL 的各种衍生算法与这些年人工智能的热潮结合，让这类研究有了个不能更时髦的名字——量子机器学习，&b&这也让量子计算机第一次拥有了商业价值&/b&。更好的是，一些量子机器学习算法只需要有50到100个量子比特的小型量子计算机就能展现出优势，这在当前实验发展的趋势下并非遥不可及。在潜在利润的驱动下，从2011年开始，特别是2014年之后，各大商业公司开始纷纷关注量子计算。这也是量子计算开始在各种媒体上频繁出镜的时候。 &/p&&p&该说但是的时候又到了。HHL 算法与之前的 Shor 算法和 Grover 算法有根本的不同——&b&严格地说 HHL 不是一个具体算法，而是一个在特殊假设和限制条件下的算法模版&/b&，或者说是一个完整算法的一部分。它没有回答数据应该怎样读入读出，没有回答如何才能让量子计算机按照给定的参数演化，并且有非常苛刻的适用范围。&b&任何一个细节条件不满足，量子加速都会消失。&/b&以 HHL 为模版设计一个具体算法就需要填补上这些细节，&b&但极少有实际问题满足全部的限制条件，且满足这些条件的特殊问题很多时候都有更好的经典算法&/b&（各种量子机器学习算法中声称的加速绝大多数都是在用特殊条件下的量子算法和通用的经典算法做比较）。当前量子机器学习的研究多是在抽象地发掘量子算法在某些计算步骤中的优势，而少有人下大功夫考虑具体问题和完整的计算过程。简言之，&b&理论家们找到了算法模版，但还没有明确落实可以使用这套模版的具体问题，也没有可以运行这套算法的机器。&/b&因此，现在我们的结论只能是：量子算法&b&有希望&/b&加速机器学习中的某些步骤，但具体该怎样做还有待研究。&/p&&p&&br&&/p&&p&以上似乎有些悲观：量子计算机短时间内在传统的计算问题上还没有清晰明确的应用。但其实从物理学家的视角看，量子计算机最有价值的潜在应用并不是传统意义上的计算，而是&b&量子仿真 (quantum simulation)&/b&——自然界中原子、分子的微观过程遵守的都是量子力学；可由于量子纠缠的存在，再强大的经典计算机也不能对规模稍大的量子系统（比如几十个原子）进行严格求解，而只能借助近似（密度泛函、Monte Carlo 等），这就是现代计算物理、计算化学的核心。然而，量子计算机就是一台自带量子纠缠的机器，最适合在编程之后模拟待研究的复杂量子系统，也就是&b&用量子机器求解量子问题&/b&。最原始的量子仿真在近二十年里已经是冷原子物理的重要方向，但它真正发挥出威力还是要等量子计算机的出现。那时，凡是涉及大量微观粒子的研究，例如凝聚态物理、量子化学、分子生物学都将发生很深刻的变革；相应的应用学科，例如材料合成、药物研发等，也都会有很本质的改变。&/p&&p&&br&&/p&&p&说了这么多，量子计算机到底有啥用？&b&量子计算起源于好奇心驱动的思维游戏，近二十年有了坚实的实验进展，但它在短期内还将是一种基础研究，没有立即可操作的实际应用。&/b&可从长远来说，它将给给现有的计算理论带来深刻变革，将极大加深人类对物质与信息的理解；特别地，它将是一种前所未有的计算微观世界的强大工具。类比来说，量子计算机像是计算机中的火箭。火箭再强大，也不能取代火车、汽车、自行车，因为它们的根本用途不同。同理，&b&量子计算机价值的并不是取代经典计算机，甚至主要不在于加速传统计算，而是在于一些经典计算机不能解决的特殊问题&/b&，比如复杂微观系统的模拟。&b&量子计算并不是“后摩尔时代”的计算，它与传统的微电子是两个目标不同、平行发展的领域，不可以相互替代。&/b&未来量子计算机的第一波应用也将是对科学的意义大于对商业，对科学家的意义大于对普通人。&/p&&p&所以，现在的程序员们大可继续安居乐业。研究奇怪的新机器就交给一小撮量子发烧友就好啦～&/p&&p&&br&&/p&&p&&br&&/p&&h2&（四）量子计算机怎么做？&/h2&&p&&b&量子计算机是用“原子”和光子做的&/b&。更确切说，是&b&直接&/b&用“原子”和光子做的。这里的“原子”既可以是天然原子，也可以是固体系统中的“人造原子”；光子有的在光学频率，有的在微波频率。&/p&&p&&b&量子计算机运行的物理过程，就是单量子尺度上的原子－光子相互作用。&/b&这是人类有史以来最精巧的物理实验之一。&/p&&p&&br&&/p&&p&量子力学主要是微观粒子的科学。但是在它创立之初，科学家们没有能力在实验上控制单个微观粒子，以至于玻尔、海森堡、薛定谔、爱因斯坦这一代前辈们只能在脑子里做单个粒子的&b&思想实验&/b&，例如关着一个光子的盒子、观测单个电子的显微镜之类。真的在实验中做到这些一度被认为是根本不可能的。&/p&&p&1971年在巴黎高等师范学院，一位叫 Serge Haroche 的博士生用光学泵浦 (optical pumping) 方向的课题参加答辩。一位评委问他：“你的实验中有大量的原子和光子，为什么要用量子理论去描述呢？” Haroche 回答：“老师，有一天我会用一个光子做这个实验。”&/p&&p&这是 Serge Haroche 在他的 Nobel Lecture 上讲的。2012年，他与 David Wineland（美国国家标准与技术研究所 NIST）因为首先&b&实现单个原子和光子之间的非破坏测量与控制&/b&获得诺贝尔物理学奖。Haroche 的实验系统叫&b&腔量子电动力学 (cavity quantum electrodynamics)&/b&——让处于极高激发态的原子一个个地飞过微波腔，与腔中囚禁的一个或几个光子相互作用，用原子控制和测量光子的量子态；Wineland 的实验系统叫&b&离子阱 (ion trap)&/b&——用激光冷却和射频电场囚禁一个或几个带电离子，再用电磁场和激光对离子进行量子操纵和测量。&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-4fe8cc3f58e497295cdd_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&2000& data-rawheight=&1045& data-watermark=&& data-original-src=&& data-watermark-src=&& data-private-watermark-src=&& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&2000& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-4fe8cc3f58e497295cdd_r.jpg&&&/figure&&blockquote&腔量子电动力学实验概念图（巴黎高等师范学院 Serge Haroche 实验室）&/blockquote&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-64eb53c87af2f6a33e0d6cfbe5059c18_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&476& data-rawheight=&310& data-watermark=&& data-original-src=&& data-watermark-src=&& data-private-watermark-src=&& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&476& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-64eb53c87af2f6a33e0d6cfbe5059c18_r.jpg&&&/figure&&blockquote&Paul 离子阱实验概念图（奥地利因斯布鲁克大学 Rainer Blatt 实验室）&/blockquote&&p&&br&&/p&&p&腔量子电动力学和离子阱实验刚开始时，量子计算的概念还很不受重视。它们本来也只是纯粹的基础物理研究。但是到了90年代后期，大家开始意识到单量子态的操纵和测量就是量子计算的基础。随后，物理学家又在几类不同的物质系统（超导量子电路、半导体量子点、固体缺陷等等）中&b&实现了非常可靠单量子态控制，宣告了量子计算实验研究的开始——在我的理解中这是当代量子科技的第二个里程碑&/b&。如果把未来的“量子工程”比作建高楼，那么这一步就好比是学会了烧砖。&b&人类从此可以开始以高度可控的方式操纵量子世界的基本单元，逐渐构建复杂的人造量子系统。&/b&&/p&&p&&br&&/p&&p&每一种高度可控的单量子系统理论上都有可以作为量子计算机的基本组成。然而在实际中，不同的物理方案的差别很大。目前最领先的量子计算实验系统只有两种——一个是&b&离子阱&/b&，另一个是&b&超导量子电路&/b&。&/p&&p&&br&&/p&&p&用电磁场囚禁带电离子的研究从1950年代就已经开始。Paul 阱和 Penning 阱的发明人—— Wolfgang Paul（德国波恩大学）和 Hans Dehmelt（美国西雅图华盛顿大学）在1989年分享了诺贝尔物理学奖。1970年代，原子的激光冷却技术出现并迅速应用于离子阱；1989年，David Wineland 实验室首次实现了汞离子的基态冷却，离子阱走入量子时代。早期，离子阱主要的发展动力是精密测量，例如测量电子反常磁矩、提供超高精度频率标准（原子钟）等。直到1995年，科学家们才意识到这是一个非常理想的量子计算平台。21世纪的头十年里，离子阱几乎在各类量子计算实验系统中保持绝对领先，它最明显的优势有： &/p&&ol&&li&&b&干净&/b&：单个或几个离子是干净的无杂质系统，量子相干时间很长。&/li&&li&&b&精密&/b&：离子的量子逻辑门和测量的保真度 (fidelity) 很高。&/li&&li&&b&容易多体纠缠&/b&：任意两个离子之间都可以相互作用（产生纠缠）。另外，自然中的同种原子是完全相同的，离子阱也特别适合模拟量子多体系统。&/li&&/ol&&p&而然它的劣势也是明显的：&/p&&ol&&li&&b&慢&/b&：天然原子与光子的相互作强度有限，导致离子的控制和测量都很慢（大概比超导量子电路慢一千倍）。&/li&&li&&b&实验手段复杂&/b&：冷原子类实验都需要非常精巧复杂的激光、真空和电磁场装置。&/li&&li&&b&集成困难&/b&：离子依靠电磁场“悬浮”在阱中。同一个阱中最多也就囚禁十几到几十个完全可控的离子，直接大规模集成几乎没有可能。&/li&&/ol&&p&在离子阱的研究者试图攻克这些难题的时候，一种很不一样的系统开始逆袭。&/p&&p&&br&&/p&&p&&br&&/p&&p&量子理论自创立之初就一直有个重大疑问：&b&这套理论究竟是只适用于微观粒子，还是也适用于宏观物体？&/b&这与量子纠缠一样都是历史遗留问题，长期只有理论争辩而没有实验进展。1982年，一支伯克利加州大学的三人小组——英国物理教授 John Clarke、法国博士后 Michel Devoret 和美国博士生 John Martinis，开始用一种叫 Josephson 结的超导体－绝缘体－超导体三明治结构试图观测宏观量子现象；几年之后，他们通过宏观量子隧穿和微波谱的测量得到了明确结论——在&b&极低温&/b&下，Josephson 结的宏观相位遵守量子力学规律。特别的是，&b&这里的宏观量子现象不是指“大量量子力学粒子组成的宏观物体（例如超导体）”，而是一个必须用量子力学描述的宏观自由度（Josephson 结相位）&/b&。尽管这个人造器件中有几百亿甚至更多的原子，它们的一个集体运动自由度却是量子的，我们可以像控制单个原子一样控制这个超导器件。因此，这类包含 Josephson 结的宏观量子器件也被称为&b&超导人造原子 (superconducting artificial atom)&/b&，它们组成的电路就是&b&超导量子电路 (superconducting quantum circuits)&/b&。 &/p&&p&2000年前后，世界各地的多个实验团队（ 法国 Saclay 原子能研究所、日本 NEC 基础研究室、荷兰 Delft 理工学院、美国国家标准与技术研究所 NIST 等）先后实现了几类不同超导人造原子的量子叠加。2004年，耶鲁大学 Robert Schoelkopf 实验室首先观察到单个微波光子与超导人造原子的相互作用，这类实验系统被称为&b&电路量子电动力学 (circuit quantum electrodynamics)&/b&。2007年和2009年，耶鲁大学 Robert Schoelkopf 实验室和 Michel Devoret 实验室发明了两种目前最重要的超导人造原子——&b&transmon&/b& 和 &b&fluxonium&/b&。接二连三的重要进展让超导量子电路在十年内迅速成为最有希望的量子计算系统之一。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-9e67c08b8abdb30acc8a8_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&1959& data-rawheight=&1064& data-watermark=&& data-original-src=&& data-watermark-src=&& data-private-watermark-src=&& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1959& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-9e67c08b8abdb30acc8a8_r.jpg&&&/figure&&blockquote&一些重要的超导人造原子：&br&左上：超导电荷量子比特（日本 NEC 基础研究室蔡兆申实验室）&br&左下：超导磁通量子比特（荷兰 Delft 理工学院 Hans Mooij 实验室）&br&中上：超导相位量子比特（圣芭芭拉加州大学 John Martinis 实验室）&br&中下：quantronium 人造原子（法国 Saclay 原子能研究所 Michel Devoret 实验室）&br&右上：transmon 人造原子（耶鲁大学 Robert Schoelkopf 实验室）&br&右下：fluxonium 人造原子（耶鲁大学 Michel Devoret 实验室）&/blockquote&&p&&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-683bec02241c_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&567& data-rawheight=&205& data-watermark=&& data-original-src=&& data-watermark-src=&& data-private-watermark-src=&& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&567& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-683bec02241c_r.jpg&&&/figure&&blockquote&电路量子电动力学实验概念图（耶鲁大学 Robert Schoelkopf 实验室）&/blockquote&&p&&br&&/p&&p&超导量子电路最大优势在于&b&它是一套可以在宏观尺度上对光子和“原子”进行相互控制和测量的“人造工具箱”。它的各种参数和性质不是由大自然设定，而是可以通过设计在很大范围内进行调整&/b&，让科学家可以通过工程方法解决各种实验问题。这使得它相比天然原子&/p&&ol&&li&&b&快&/b&：通过器件设计可以增大“原子”－光子相互作用强度，实现纳秒速度的量子逻辑门。&/li&&li&&b&实验手段简化&/b&：超导量子电路需要在 20 mK（绝对零度之上0.02摄氏度）以下的极低温工作，这用目前已经商品化的&b&稀释制冷机 (dilution refrigerator)&/b& 很容易实现，无需各种复杂的激光冷却和囚禁装置。 &/li&&li&作为固体器件，很容易通过现代微纳加工进行&b&大规模集成&/b&。&/li&&/ol&&p&但是超导量子电路也有不少缺点。人造原子终究没有天然原子干净完美，超导量子电路在量子相干时间、逻辑门准确度、频率稳定性等方面一直都不如离子阱。但科学家们一直在不断通过新的器件设计来试图解决这些问题——超导人造原子的相干性在十几年内已经提高了十万倍（从最初的几纳秒到现在的上百微秒）。这几年来，超导量子电路已经成为最受关注的量子计算技术，在学界和业界都很受青睐。&/p&&p&&br&&/p&&p&除此之外，比较热门的量子计算实验系统还有&b&固体缺陷&/b&（金刚石色心、碳化硅色心等）、&b&半导体量子点&/b&等。但是，离子阱和超导量子电路目前处于明显的领先状态，我认为有两个根本原因：&/p&&ol&&li&&b&基本组成简单&/b&。人们对单个原子的结构和低温超导体的性质已经相当清楚。&/li&&li&&b&控制方法成熟&/b&。激光和微波技术都已经经过了半个多世纪的发展，激光冷却和稀释制冷目前也都相当成熟。&/li&&/ol&&p&这使得&b&物理学家不再需要花很大精力研究“原子”和光子本身，而是可以把它们作为可靠的基本工具来构造更复杂的量子系统&/b&。而很多关于固体缺陷和量子点的研究重点还是制备、控制方法和基本物理性质，它们是非常有价值的物理和材料研究，但是在量子计算的水平上暂时与离子阱和超导量子电路不处在同一个发展阶段。此外，中性原子、线性光学等系统在基本的原理验证上有一定意义，但一般认为在实用方面的发展空间比较有限。&/p&&p&最后需要单独一提的是“&b&拓扑量子计算 (topological quantum computing)”&/b&，它基于一种理论预言中的&b&非阿贝尔任意子 (non-Abelian anyon)&/b&——&b&Majorana 费米子&/b&。过去五年间，已有多个实验室在固体系统中观察到了 Majorana 费米子存在的迹象，但至今仍未确定，也无法对其进行任何量子操作。准确地说，&b&当前的“拓扑量子计算”是一种以量子计算为潜在应用的凝聚态物理研究，而非真正的量子计算研究&/b&，处于基本单元尚未发现的最初构想阶段。这个方向近几年热度很高，但它还属于基础的凝聚态物理，暂时不应该和其他量子计算实验系统并列起来，相互比较没有太大意义。&/p&&p&&br&&/p&&p&不同实验系统之间孰优孰劣一直是大家津津乐道的话题。然而&b&绝大多数宣传（包括学术论文和报告）的基本思路就是以己之长比他人之短，为自己的方案吸引关注、申请经费&/b&，撕来撕去没有什么客观结论。从我自己的角度认为，&/p&&ol&&li&所有实验系统都为量子计算的原理验证做出了贡献&/li&&li&离子阱和超导量子电路暂时领先&/li&&li&超导量子电路更接近一种灵活实用的工程系统，未来的设计空间和发展潜力更大（当然这属于展望，我很有可能是错的～）&/li&&/ol&&p&&br&&/p&&p&&br&&/p&&h2&（五）当前量子计算实验研究的各路高手都是谁？&/h2&&p&离子阱和超导量子电路作为最领先的实验系统，已经开始出现“巨头垄断”的趋势——&b&在长期的经验积累下，个别超一流实验室已经和其他竞争者拉开了一个身位。这种优势并不只是技术领先，更重要的是所挑战问题的难度、复杂性和前瞻性。&/b&这些超一流实验室全都在美国和欧洲。&/p&&p&&br&&/p&&p&目前，全世界大概有三十几个离子阱实验室。积累最深、影响力最大的除诺奖得主 David Wineland 外，还有&b&美国马里兰大学的 Christopher Monroe 团队&/b&和&b&奥地利因斯布鲁克大学的 Rainer Blatt 团队&/b&。这两个实验室在实现多体量子纠缠、尝试量子纠错以及离子阱技术实用化等方面都走在全世界的最前列。&/p&&p&&br&&/p&&p&超导量子电路实验室全世界也已经有了几十个。其中处于最核心位置的有两个，分别在美国东西海岸——东海岸的&b&耶鲁大学&/b&和西海岸的&b&圣芭芭拉加州大学/Google&/b&。它们各自的掌门人就是当年伯克利宏观量子隧穿三人小组中的两位年轻人。&/p&&p&1984年，Michel Devoret 在两年博士后之后回到法国，在法国原子能研究所 (CEA Saclay) 建立了自己的实验室。与法国物理学家 Daniel Esteve 和 Christan Urbina 一起，他们的 Quantronics 实验室在九十年成为世界著名的介观超导结构单电子输运研究组，致力于探索宏观电路的量子效应，最终在1998年在2002年分别发明了&b&超导电荷量子比特 (Cooper pair box)&/b& 和 &b&quantronium 人造原子&/b&。2002年，Devoret 与因研究分数量子霍尔效应闻名的理论物理学家 Steven Girvin 一起加入耶鲁大学，与当时年轻的助理教授 Robert Schoelkopf 组成了密切合作至今的“三驾马车”。耶鲁团队2004年发明了&b&电路量子电动力学&/b&结构，成为当前超导量子电路最核心的控制和测量方法；2007年发明 &b&transmon 人造原子&/b&；2009年发明 &b&fluxonium 人造原子&/b&；2010年发明&b&量子极限放大器&/b&，实现 single-shot 量子非破坏测量；2010年首创&b&三维&/b&电路量子电动力学；2013年提出 &b&cat-code 量子纠错码&/b&；2016年实现超导电路的&b&远程量子纠缠 (remote entanglement)&/b&…… 可以说，耶鲁团队在过去15年间贡献了当前超导量子计算主要的电路结构与控制、测量方法，并且目前在逻辑量子比特、远程量子纠缠、量子极限测量等方面都在领跑世界。 &/p&&p&1987年，John Martinis 博士毕业，在 Michel Devoret 实验室做过博士后之后，加入美国