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:

Новый тип нанохолодильника сможет поддерживать кубиты квантового компьютера в рабочем состоянии

Ученые заморозили единичные атомы практически до абсолютного ноля при помощи микроволнового излучения

Использование квантовых эффектов позволит ускорить процесс зарядки аккумуляторных батарей

Ученые добились возникновения квантовой запутанности при комнатной температуре

Ученые NIST создали сверхнизкотемпературный холодильник, работающий за счет эффектов квантовой физики

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.