Самый холодный квантовый холодильник поможет создать надежные квантовые компьютеры
Впечатляющее достижение в области квантовых технологий представили ученые из Технологического университета Чалмерса (Швеция) совместно с коллегами из Университета Мэриленда (США). Команда исследователей разработала инновационный квантовый холодильник, способный автономно поддерживать сверхнизкие температуры для сверхпроводящих кубитов. Это изобретение, описанное в престижном издании Nature Physics, знаменует важнейший этап в развитии квантовых вычислений.
Кубиты, являющиеся краеугольным камнем квантовых компьютеров, требуют исключительно стабильных условий для корректной работы. Малейшие электромагнитные колебания способны нарушить точность вычислений, поэтому критически важно поддерживать температуру кубитов максимально близкой к абсолютному нулю (-273,15°C). Новая разработка блестяще решает эту задачу.
Существенный прорыв заключается в том, что инновационная система охлаждения позволяет достичь температуры 22 милликельвина (-273,128°C), что значительно превосходит возможности традиционных установок, охлаждающих только до 50 милликельвин (-273,1°C). Такой температурный режим открывает принципиально новые возможности для квантовых вычислений.
Впечатляющие результаты прокомментировал ведущий автор исследования Аамир Али: «Нам удалось повысить стабильность кубитов до беспрецедентного уровня — 99,97%. Это существенно превышает предыдущие показатели в 99,8-99,92%. Хотя разница может показаться незначительной, она имеет решающее значение при выполнении сложных вычислительных операций».
Уникальность разработанного холодильника заключается в его конструкции, основанной на сверхпроводящих цепях. Интеллектуальная система использует тепловую энергию окружающей среды и включает два взаимодействующих квантовых кубита. Первый кубит связан с тепловым резервуаром, выступающим источником энергии, в то время как второй обеспечивает охлаждение целевого кубита путем отвода тепла в холодную среду.
Особенно важно, что система функционирует полностью автономно, не требуя внешнего управления. Эффективность достигается за счет естественного температурного градиента между теплой и холодной средами, что делает устройство не только высокопроизводительным, но и энергетически эффективным.
Симоне Гаспаринетти, соавтор исследования, поделился: «Первоначально мы рассматривали этот проект как концептуальный эксперимент. Однако эффективность созданного устройства превзошла все существующие методы охлаждения кубитов, что стало приятным сюрпризом для нашей команды».
Это достижение становится ключевым этапом в развитии стабильных и мощных квантовых компьютеров. Возможность охлаждения кубитов до экстремально низких температур существенно расширяет горизонты квантовых вычислений и открывает путь к революционным технологическим прорывам.
Это открытие дополняет недавнее обнаружение новых частиц, способствующих значительному продвижению в области квантовой механики, что в совокупности формирует мощный фундамент для будущих квантовых технологий.
Источник: www.gazeta.ru