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:

Учеными создан принципиально новый тип магнита, который не должен существовать согласно теории
Обычные магниты состоят из крошечных частичек, магнетизм которых выровнен в одном направлении, за счет чего и создается магнитное поле. Направление магнетизма каждой частицы, магнитного ...
Физикам удалось получить каплю сверхэкзотической «электронной жидкости»
Бомбардируя сверхтонкий "бутерброд" из полупроводниковых материалов мощными, но короткими импульсами лазерного света, ученые-физики из Калифорнийского университета получили каплю квантовой "электронной жидкости", обладающей рядом уникальных ...
WATCHMAN — подземный датчик, способный удаленно контролировать каждую атомную станцию в мире
В недрах 1.1-километрвой шахты ICL Boulby, расположенной в Норт-Йоркшире, Великобритания, будет построен новый 6 500-тонный датчик WATCHMAN, способный улавливать и измерять параметры частиц антинейтрино, ...
Ученые впервые получили лазерный свет, имеющий форму фракталов
Фракталы каждый из нас видит в окружающем нас мире по многу раз за один день, даже не подозревая об этом. Раковина улитки, листья растений ...
«Металлическое дерево» — столь же прочное, как титан, но в пять раз легче исходного материала
На страницах нашего сайта мы уже не раз рассказывали о создании структурированных материалов, обладающих высокой прочностью, малым весом и другими выдающимися характеристиками. Но то, ...
You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

Leave a Reply

Яндекс.Метрика