一种新型的高精度温度计可用于量子计算机的快速测温。

2021-03-31 11:16   来源: 互联网    阅读次数:3330

瑞典哥德堡查尔默斯理工大学的研究人员开发了新型温度计,它可以在量子计算过程中以高精度和高速度直接测量温度,据《每日科学》网站23日报道,相关研究成果发表在《物理评论X》杂志上,这一新颖的测温概念依赖于共振驱动量子发射器的相干和非相干散射之间的相互作用。发射极与被测波导的端部强耦合。然而,波导中的热光子会导致连续记录的相干散射信号显著减少。通过这种方式,研究人员可以读取微波波导传播模式中光子的数量——对应于温度。它是由工作在千兆赫兹频率的超导电路实现的,具有结构简单、带宽大、灵敏度高、功耗小等特点。


量子力学现象,如叠加、纠缠和退相干,不仅意味着未来计算的一场革命,而且可能是热力学的一场革命。在纳米尺度上工作时,热力学定律可能会发生一定程度的变化,这可能会被用来生产更强大的发动机和未来充电速度更快的电池。现在,有了新的温度计,科学家可以测量作为量子热机或冰箱的电路对热微波的散射。


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研究人员说,这一突破为量子计算提供了一个有价值的基准工具,为量子热力学领域的实验打开了一扇新的大门。


“我们的温度计是超导电路,可以直接连接到被测波导管的末端。它可能是世界上最快、最灵敏的温度计,单位为毫开尔文。”助理教授西蒙尼·加斯帕雷内蒂说。


研究人员的目标是到2030年建立一个基于超导电路的量子计算机——至少有100个功能良好的量子位可以进行正确的计算。它要求处理器的工作温度接近绝对零度,理想的最低温度是10毫开尔文。新的温度计为研究人员提供了一个重要的工具来测量他们系统的优缺点。报告说,这是改进技术和实现目标的必要步骤。


该大学微技术与纳米科学系教授佩尔·德辛说:“一定的温度对应于给定数量的热光子,热光子随温度呈指数下降。如果我们成功地将波导与量子位相遇的温度降低到10毫开尔文,我们的量子位错误风险将大大降低。”

责任编辑:无量渡口
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