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:

Установлен новый рекорд в области ускорения частиц в плазменном канале
Не так давно ученые-физики Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли установили новый мировой рекорд в области ускорения элементарных частиц. На 20 сантиметровом участке плазменного ...
Ученые получили новое состояние материи, заставив гигантские «атомы» поглотить другие меньшие атомы
Внутри атома любого вещества, несмотря на его крайне малые размеры, присутствует достаточно большое количество пустого пространства, самое большое количество которого приходится на промежуток, разделяющий ...
Японцы разработали «самовосстанавливающееся стекло»
Группа исследователей из Токийского университета, возглавляемая профессором Такузо Айда (Takuzo Aida), создала опытные образцы того, что можно назвать первым в мире "самовосстанавливающимся стеклом". Это ...
Ученые разработали технологию печати трехмерных объектов из жидкости
Ученые из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли разработали способ печати трехмерных объектов и структур, полностью состоящих из жидких материалов. Используя модернизированный трехмерный принтер, ...
Ученые рассчитали значение давления внутри протона, которое оказалось выше давления в недрах нейтронных звезд
Ученые из Лаборатории имени Джефферсона в Вирджинии, используя ускоритель электронов CEBAF (Continuous Electron Beam Accelerator Facility) и сложную математическую обработку данных, произвели вычисление значения ...
You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

Leave a Reply

Яндекс.Метрика