Разработан новый способ охлаждения квантовых устройств, основанный на использовании явления интерференции

Интерференция

Самые важные узлы квантовых вычислительных систем, квантовые биты, кубиты, невероятно чувствительны к тепловым помехами, что для нормальной работы они должны быть охлаждены до температуры, близкой к температуре абсолютного ноля. Для охлаждения квантовых систем сейчас используются громоздкие и дорогостоящие криогенные или лазерные системы, которые, к тому же не могут похвастаться высокой эффективностью и экономичностью. Но не так давно группа физиков из австрийского Научно-технического института (Institute of Science and Technology Austria), Мальтийского университета и мальтийского Национального центра космических исследований предложила новый метод обеспечения низкотемпературного режима работы квантовых устройств. И основой работы этого метода является явление квантовой интерференции.

Обычно если горячий объект помещается рядом с холодным объектом, тепловая энергия перетекает от горячего к холодному объекту. Поэтому охлаждение объекта, температура которого и так ниже температуры окружающей среды, требует дополнительных затрат энергии. «Предлагаемое нами устройство работает, подобно обычному холодильнику. Но только основой работы этого холодильника являются эффекты из области квантовой механики» — рассказывает Шабир Барзанджех (Shabir Barzanjeh), ведущий исследователь, — «Разработанный нами метод позволяет предотвратить движение теплового потока, который может нагреть чувствительное квантовое устройство».

В новой технологии используется теплоотвод, связанный как с квантовым устройством, так и с окружающей средой, которую можно рассматривать как более горячий объект. Используемое явление квантовой интерференции превращает этот теплоотвод в своего рода аналог теплового полупроводника, который беспрепятственно позволяет перемещаться наружу теплу от квантового устройства, но рассеивает и отражает назад весь поток тепла, движущийся со стороны окружающей среды.

Отметим, что предложенная учеными идея находится лишь в фазе теоретической разработки. Но у них уже имеются некоторые идеи насчет ее практической реализации, включая использование вибрирующего наномеханического объекта и использование радиационного давления. «Мы завершили теоретическую часть нашей работы» — пишут исследователи, — «И сейчас наступило время для ее экспериментального подтверждения».

Ключевые слова:
Квантовое, Устройство, Кубит, Система, Тепло, Помехи, Температура, Охлаждение, Интерференция, Полупроводник

Первоисточник

Другие новости по теме:

Share Button

Материалы по теме:

Самые быстро вращающиеся частицы на свете помогают ученым проверить пределы фундаментальной физики
Ученые из университета Пурду (Purdue University) создали систему из наночастиц, которые вращаются со скоростью порядка миллиарда оборотов в секунду, что является на сегодняшний день ...
Ученые впервые обнаружили магнитные монополи в среде холодного квантового газа
Известно, что магниты, имеющие форму шара, прямоугольника или подковы, всегда имеют по два магнитных полюса. И если разделить магнит на две части, вы получите ...
Новый тип камуфляжного материала скроет вас от взора тепловых камер
В фантастическом фильме "Хищник" герой Арнольда Шварценеггера скрывался от "теплового зрения" пришельца, обмазавшись слоем мокрой и холодной грязи. Но если бы он использовал новый ...
Машины-монстры: Огромный CMOS-датчик от компании Canon, который используется для «охоты» за метеорами
Известная компания Canon впервые продемонстрировала свои новые сверхчувствительные CMOS-датчики еще в 2010 году, размеры таких датчиков составляют 202 на 205 миллиметров, что приблизительно в ...
Начат процесс модернизации, который выведет Большой Адронный Коллайдер на качественно новый уровень
Большой Адронный Коллайдер, который и так является самым большим и мощным ускорителем частиц на сегодняшний день, через некоторое время обретет новые способности, которые позволят ...
You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

Leave a Reply

Яндекс.Метрика