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:

Новый электрооптический лазер вырабатывает импульсы, в 100 раз более быстрые, чем вырабатывают другие высокоскоростные системы
Ученые-физики из американского Национального института стандартов и технологий (NIST), используя достаточно обычную и традиционную электронику, создали лазер, способный вырабатывать импульсы света, в сто раз ...
Нобелевская премия 2018 года в области физики присуждена за создание «инструментов, сделанных из света»
Нобелевская премия 2018 года в области физики была присуждена Артуру Ашкину (Arthur Ashkin), Жерару Муру (Gerard Mourou) и Донне Стрикленд (Donna Strickland) за их ...
Ученые CERN объявили об обнаружении двух новых частиц и о возможном обнаружении третьей
Ученые Европейской организации ядерных исследований CERN, работающие на Большом Адронном Коллайдере в рамках эксперимента LHCb, объявили об обнаружении ими двух новых элементарных частиц, которые ...
Новый электронный микроскоп обеспечивает представление квантового мира с самой высокой на сегодняшний день детализацией
Просвечивающие электронные микроскопы уже давно используются учеными для исследований структур вирусов, изучения частей живых клеток, таких, как рибосомы и митохондрии, и многого другого. При ...
Создана экспериментальная магнитная система охлаждения, эффективность которой обеспечивают сплавы с памятью формы
Современные холодильники достаточно сильно отличаются от своих предшественников своей формой, наличием сенсорных экранов и более богатым набором функций. Но внутри самых современных холодильников находятся ...
You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

Leave a Reply

Яндекс.Метрика