Нова електронна технология за охлаждане ще спомогне за намаляването на размера на квантовите компютри

Изследователите на VTT успешно демонстрираха нова електронна охлаждаща технология, която може да даде големи скокове в развитието на квантовите компютри. Настоящите квантови компютри изискват изключително сложна и голяма охлаждаща инфраструктура, която се основава на смес от различни изотопи на хелий. Новата технология за електронно охлаждане може да замени тези криогенни течни смеси и да позволи миниатюризация на квантовите компютри.

Изследователи от Центъра за технически изследвания на VTT на Финландия са разработили нов чисто електрически метод за охлаждане, при който охлаждането и топлинната изолация действат ефективно през същата точка на пресичане.

В експеримента изследователите отделиха парче силиций от такива точки на пресичане (възли), където се пресичат потоците, като подаваха електрически ток от една пресечна точка към друга през парчето. Токът понижава термодинамичната температура на силициевия обект до 40% от тази на околността. Това откритие може да се използва например при миниатюризацията на бъдещите квантови компютри, тъй като може значително да опрости необходимата охладителна инфраструктура. Откритието на учените е публикувано в сп. Science Advances.

„Очакваме, че този новооткрит електронен метод за охлаждане може да бъде използван в няколко приложения - от миниатюризацията на квантовите компютри до ултрачувствителните радиационни сензори от областта на сигурността, заяви проф. изследовател Mika Prunnila от Центъра за технически изследвания на VTT на Финландия.

Нови възможности за науката и бизнеса

Няколко чувствителни електронни и оптични устройства изискват работа при ниски температури. Един от навременните примери е квантовият компютър, изграден от свръхпроводящи вериги, които изискват охлаждане близо до абсолютната нула на термодинамичната температура (-273,15 C). В наши дни свръхпроводимите квантови компютри се охлаждат от така наречените хладилници за разреждане, които са многостъпални охладители, базирани на изпомпване на криогенни течности. Сложността на този хладилник възниква, най-вече, от най-студения етап, чиято работа се основава на изпомпване на смес от различни изотопи на хелий.

Въпреки че съвременните хладилници за разреждане са търговска технология, те все още са скъпи и големи научни инструменти. Разработената от изследователите VTT електронна технология за охлаждане може да замени най-студените части и по този начин да доведе до значително намаляване на сложността, цената и размера на продуктите.

Новият метод поражда интерес и в света на бизнеса. „Доказаният охлаждащ ефект може да се използва за активно охлаждане на квантови схеми върху силиконов чип или в едромащабни хладилници.

Излишно е да казваме, че ние от Bluefors следваме тази нова разработка на хладилници с голям интерес“, заяви казва Дейвид Гунарсон, който е главен директор по продажбите в Bluefors Oy - водещата компания за хладилни решения за квантови системи и компютри.