可控硅量子计算机

一、晶闸管    （1）简介   可控硅(Silicon Controlled Rectifier) 简称SCR，是一种大功率电器元件，也称晶闸管。它具有体积小、效率高、寿命长等优点。在自动控制系统中，可作为大功率驱动器件，实现用小功率控件控制大功率设备。它在交直流电机调速系统、调功系统及随动系统中得到了广泛的应用。    可控硅分单向可控硅和双向可控硅两种。双向可控硅也叫三端双向可控硅，简称TRIAC。双向可控硅在结构上相当于两个单向可控硅反向连接，这种可控硅具有双向导通功能。其通断状态由控制极G决定。在控制极G上加正脉冲(或负脉冲)可使其正向(或反向)导通。这种装置的优点是控制电路简单，没有反向耐压问题，因此特别适合做交流无触点开关使用。

   （2）结构

   大家使用的是单向晶闸管，也就是人们常说的普通晶闸管，它是由四层半导体材料组成的，有三个PN结，对外有三个电极：第一层P型半导体引出的电极叫阳极A，第三层P型半导体引出的电极叫控制极G，第四层N型半导体引出的电极叫阴极K。从晶闸管的电路符号可以看到，它和二极管一样是一种单方向导电的器件，关键是多了一个控制极G，这就使它具有与二极管完全不同的工作特性。    以硅单晶为基本材料的P1N1P2N2四层三端器件,起始于1957年，因为它的特性类似于真空闸流管，所以国际上通称为硅晶体闸流管，简称晶闸管T，又因为晶闸管最初的在静止整流方面，所以又被称之为硅可控整流元件，简称为可控硅SCR。     （3）性能    在性能上，可控硅不仅具有单向导电性，而且还具有比硅整流元件（俗称"死硅")更为可贵的可控性。它只有导通和关断两种状态。    可控硅能以毫安级电流控制大功率的机电设备，如果超过此功率，因元件开关损耗显著增加，允许通过的平均电流相降低，此时，标称电流应降级使用。    可控硅的优点很多，例如：以小功率控制 大功率，功率放大倍数高达几十万倍；反应极快，在微秒级内开通、关断；无触点运行，无火花、无噪音；效率高，成本低等等。    可控硅的弱点：静态及动态的过载能力较差；容易受干扰而误导通。   可控硅从外形上分类主要有：螺栓形、平板形和平底形。

不管可控硅的外形如何，它们的管芯都是由P型硅和N型硅组成的四层P1N1P2N2结构。见图1。它有三个PN结（J1、J2、J3），从J1结构的P1层引出阳极A，从N2层引出阴级K，从P2层引出控制极G，所以它是一种四层三端的半导体器件。

   二、晶闸管量子计算机

   （1）前言

    通过前述大篇幅的对晶闸管的介绍，我们可以得知晶闸管是一种用在输送电流设备的一种控制电流开关作用的晶体管，他在控制电流方面具有以小博大，稳定可靠，同时因为其缺点在电流超过一定程度是会自动关闭的自动开关作用，而这个所谓的缺点如果用在某些方面那就是有点（具体情况后面有说）。

   有人读到这里也许会有疑问，晶闸管哪怕性能屌炸天，请问和量子计算机有什么关系？在回答晶闸管和量子计算机的关系之前，我们需要了解目前量子计算发展和研发面临的最主要问题或者说困难。通过了解，我们可以得知，目前量子计算机发展面临的主要问题是因为相干性容易受到影响而导致其精度不够，进而影响量子计算机的可控性。而晶闸管本身具有的自动开关特性，就可以很好的解决这个问题，就是说依据晶闸管原理和特性研发出来的量子计算机芯片，可以补齐目前量子计算发展所面临的最后一块短板。

   （2）具体原理

    为了量子计算机的发展，人类一直再通过各种方面寻找具有量子特性的材料，你比如拓扑材料，说到研发拓扑材料以发展量子计算机，经过思考，我认为拓扑材料的研发陷入一个误区。同时也是对量子计算机量子研发陷入误区，之所以要研发拓扑材料以制造量子计算机，那是因为拓扑材料的稳定性和其可变形，就是说拓扑材料好比一滴水，不管他的形式和结构怎么改变，他始终可以恢复到一定水的状态和本质。而我认为在这点上是陷入误区，因为研发拓扑材料的目的是为了以此材料为基础搞出量子计算机，而不是以此为基础研发出物理层面的向变形金刚一样的可编程材料。基于这个，我认为量子计算机就算是拓扑，也是信号和数据方面的拓扑，就是说一个数据或者信号他同时具有多种形态，而晶闸体就可以做到这个，晶闸体结构是三个部分，这个三个部分让经过晶闸管的电子可以在正负极之间来过转换，这样他本身就是实现了信号方面的量子特性。

    同时哪怕断电，晶闸管也是疏通，只有在属于负电的时候，他才会关闭，这种特性可以用来实现量子纠缠。因为每个量子本身就是具有多变性，就是可以自由在0和1之间转换，就是说每个量子本身就是一个开关，而量子纠缠就是，一个量子关，那和他纠缠的量子就是开。而晶闸管也是具有这个特性，每个晶闸管就是一个自动开关，同时他的开关具有不确定性（因为他有两种开关方式，一种传输到晶闸管的电子超标，导致其过载，让后自动关停，另外一种就是人为从一级输入负电流或者振动），这样的话每个晶闸管就可以看成是一个量子，让后晶闸管哪怕正极关闭他也是疏通，就是说哪怕关闭他也是可以和其他的晶闸管链接贯通，这就是量子纠缠，同时我们通过特殊的设计晶闸管之间的链接效率，还可以实现晶闸管之间的互相影响，一个晶闸管影响多个晶闸管，这就相当于一个量子和多个量子产生纠缠。

  同时因为晶闸管具有输入电流超标自动关停的确定，这样如果把晶闸管看成量子，那是不是可以理解为，当一个量子遇到一定情况他就会必定产生一定变化，而产生变化需要的条件被限定在一定范围，这个是不是就是变相的提高了精度。因为量子计算机容易受到影响而导致精度失衡，我们现在采用一中把影响限制在可控范围，这样精度是不是也变得可控。

   三、最后

   前述只是个人利用现有认知进行的一种假设和设想。因为虽然晶闸管已经相关技术和理论已经面世很多年，而且相关产品已经很成熟的在市场应用了。但是采用晶闸管研发和制造芯片的专利并不多，必然有其难度。所以，能给你启发那是再好不过了，如果没有，让后你自觉相关领域专家，对本人设想不认可。那也麻烦你不喜勿喷。本人不负责解决技术问题，如果你有啥疑问，在觉得可行的情况下，请自行独立思考。