新超導(dǎo)溫度計(jì)可以高精度實(shí)時(shí)探測(cè)工作溫

作者： 2021年04月27日 來(lái)源： 瀏覽量：
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近日，來(lái)自瑞典哥德堡，查爾姆斯理工大學(xué)的研究人員開發(fā)出一種新型的溫度計(jì)，可以在高精度的量子計(jì)算過(guò)程中簡(jiǎn)單快速地測(cè)量溫度。這一突破為量子計(jì)算的價(jià)值提供了基準(zhǔn)測(cè)試工具，并為量子熱力學(xué)領(lǐng)域
　　近日，來(lái)自瑞典哥德堡，查爾姆斯理工大學(xué)的研究人員開發(fā)出一種新型的溫度計(jì)，可以在高精度的量子計(jì)算過(guò)程中簡(jiǎn)單快速地測(cè)量溫度。這一突破為量子計(jì)算的價(jià)值提供了基準(zhǔn)測(cè)試工具，并為量子熱力學(xué)領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)打開了大門。
 
　　量子計(jì)算機(jī)中的關(guān)鍵組件是同軸電纜和波導(dǎo)，它們是引導(dǎo)波形的結(jié)構(gòu)，是量子處理器與控制它的經(jīng)典電子設(shè)備之間至關(guān)重要的連接。微波脈沖沿著波導(dǎo)傳播到量子處理器，并在此過(guò)程中被冷卻到極低的溫度。波導(dǎo)還可以衰減和過(guò)濾脈沖，從而使極其靈敏的量子計(jì)算機(jī)能夠在穩(wěn)定的量子狀態(tài)下工作。
 
　　為了最大程度地控制這種機(jī)制，研究人員需要確保這些波導(dǎo)不會(huì)由于電子在其發(fā)送的脈沖之上的熱運(yùn)動(dòng)而攜帶噪聲。也就是說(shuō)，在盡可能低的溫度下工作可最大程度地降低在量子位中引入誤差的風(fēng)險(xiǎn)。
 
　　到目前為止，研究人員只能以相對(duì)較大的延遲間接測(cè)量該溫度。現(xiàn)在，借借助這項(xiàng)最新研究制備的新型溫度計(jì)，可以在波導(dǎo)的接收端直接測(cè)量極低的溫度。測(cè)量的精度非常準(zhǔn)確，并且具有極高的時(shí)間分辨率。
 
　　“我們的溫度計(jì)是超導(dǎo)電路，直接連接到被測(cè)波導(dǎo)的末端。它可能是世界上最快且最靈敏的溫度計(jì)，達(dá)到毫克溫標(biāo)?！辈闋柲估砉ご髮W(xué)量子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室助理教授西蒙娜·加斯帕里內(nèi)蒂(Simone Gasparinetti)說(shuō)。
 
　　對(duì)于需要能夠保證其組件質(zhì)量的供應(yīng)商(例如用于處理低至量子態(tài)信號(hào)的電纜)，準(zhǔn)確的溫度測(cè)量也是必需的。
 
　　諸如疊加，糾纏和退相干之類的量子力學(xué)現(xiàn)象不僅意味著未來(lái)計(jì)算的革命，而且也意味著熱力學(xué)的革命。熱力學(xué)定律很可能會(huì)在納米級(jí)工作時(shí)以某種方式發(fā)生變化，這種方式有一天可能會(huì)被用來(lái)生產(chǎn)功能更強(qiáng)大的發(fā)動(dòng)機(jī)，更快的充電電池等。
 
　　新的溫度計(jì)可以例如測(cè)量來(lái)自充當(dāng)量子熱機(jī)或制冷機(jī)的電路的熱微波的散射?！皹?biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)是發(fā)展經(jīng)典熱力學(xué)的基礎(chǔ)。我們希望將來(lái)，我們的溫度計(jì)能夠被視為發(fā)展量子熱力學(xué)的關(guān)鍵。”查爾默斯理工大學(xué)微技術(shù)與納米科學(xué)系博士生Marco Scigliuzzo說(shuō)。
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