温度下限仅-273.15℃ 上限却高达1.4亿亿亿亿度

在物理学中，绝对零度指的是-273.15℃，同时也是现有理论中“温度的下限”。

随着和绝对零度的距离越来越近，物理学家们冲刺的脚步也被迫放缓了下来，最近一次朝绝对零度发起的“短距冲刺”，是中国科学院物理研究所的无液氦稀释制冷机完成的，创造了10mK（绝对零度以上0.01度）以下的极低温运行记录。

这么低的温度有什么用？

依托于科技的进步，现如今向绝对零度发起的冲刺，已经不再是过去那样单纯为了数值。中国此次研制的无液氦稀释制冷机，未来在凝聚态物理，材料科学，甚至是天文学上都能发挥作用。而它在商业领域的最大用途，就是冷却量子计算机的芯片，让其能长期保持量子态而不发热，最终完成计算过程。

量子计算机作为人类目前理论中最强大的计算机，拥有传统结构计算机无法比拟的优势，尽管目前量子计算机还只能在特定问题上碾压传统超算，但随着量子技术的不断进步，尤其是制冷和散热技术的进步，未来以量子迭加态为运算基础的量子计算机，必将实现体积的缩小和算力的爆炸式跃升，就像当年占地几百平方米，重达上百吨的原始计算机，逐渐演化成今天人们掌中的手机一样。

告别卡脖子

如今各国想要研制量子计算机，就必须想办法给满负荷运转的量子芯片降温，而这种降温设备和技术以往被西方国家把持着，因此他们才会先搞出量子计算机。中国研制量子计算机用的稀释制冷机之前完全依赖进口，属于和高端芯片一样被卡脖子的技术。

中科院物理所在6月24日晚，让自主研发的无液氦稀释制冷机原型机，成功实现了10.9mK（零下273.1391度，即绝对零度以上0.0109度）的稳定运行，这意味着稳定低温制冷技术从此被中国攻克，而中国目前已经研制出的“九章”量子计算机，未来也将借助这些新的制冷设备，进一步增强性能。

温度的本质

抛开日常生活中人体能感知到的温度范围不谈，在物理学上温度的下限是0k，也就是-273.15℃，被称为绝对零度。

温度的上限是1.416808(33)×10^32K，也就是1.4亿亿亿亿摄氏度，被称为普朗克温度。

下限代表所有微观粒子都停止运动，上限代表所有微观粒子都以光速运动。

但不论是上限还是下限，人类科学家都无法实现。

宇宙的底线

因为根据量子力学相关的理论，具备量子态的微观粒子们一直处在”概率云“的状态中，无法被精确定位和操控，所以想让所有微观粒子都停止运动是不可能的，绝对零度也因此无法实现。

作为宇宙中速度的上限，静止质量不为0的物体在向光速逼近的过程中，自身质量会膨胀成无限大，而后就需要无限大的能量去推动它，进一步向光速逼近，但无限能量很明显是不存在的，所以具备静止质量的粒子们，只能无限接近光速而不能达到光速。因为无法达到光速，所以和”最高温度“也就无缘了。

迄今为止，代表温度上限的普朗克温度只在一个时刻出现过，那就是138.2亿年前宇宙大爆炸的那一瞬间，之后随着宇宙的暴涨和冷却，普朗克温度再也没出现过。

人类文明一直在发现宇宙规律，并利用宇宙规律来改变宇宙本身，但绝对零度和普朗克温度的存在，或许就代表宇宙的底线，人类只能在底线允许的范围内”大展拳脚“，科技发展终究还是不能让人类为所欲为。