一種新型的高精度溫度計可用于量子計算機的快速測溫。
瑞典哥德堡查爾默斯理工大學(xué)的研究人員開發(fā)了新型溫度計，它可以在量子計算過程中以高精度和高速度直接測量溫度，據(jù)《每日科學(xué)》網(wǎng)站23日報道，相關(guān)研究成果發(fā)表在《物理評論X》雜志上，這一新穎的測溫概念依賴于共振驅(qū)動量子發(fā)射器的相干和非相干散射之間的相互作用。發(fā)射極與被測波導(dǎo)的端部強耦合。然而，波導(dǎo)中的熱光子會導(dǎo)致連續(xù)記錄的相干散射信號顯著減少。通過這種方式，研究人員可以讀取微波波導(dǎo)傳播模式中光子的數(shù)量——對應(yīng)于溫度。它是由工作在千兆赫茲頻率的超導(dǎo)電路實現(xiàn)的，具有結(jié)構(gòu)簡單、帶寬大、靈敏度高、功耗小等特點。
量子力學(xué)現(xiàn)象，如疊加、糾纏和退相干，不僅意味著未來計算的一場革命，而且可能是熱力學(xué)的一場革命。在納米尺度上工作時，熱力學(xué)定律可能會發(fā)生一定程度的變化，這可能會被用來生產(chǎn)更強大的發(fā)動機和未來充電速度更快的電池。現(xiàn)在，有了新的溫度計，科學(xué)家可以測量作為量子熱機或冰箱的電路對熱微波的散射。
研究人員說，這一突破為量子計算提供了一個有價值的基準(zhǔn)工具，為量子熱力學(xué)領(lǐng)域的實驗打開了一扇新的大門。
“我們的溫度計是超導(dǎo)電路，可以直接連接到被測波導(dǎo)管的末端。它可能是世界上最快、最靈敏的溫度計，單位為毫開爾文。”助理教授西蒙尼·加斯帕雷內(nèi)蒂說。
研究人員的目標(biāo)是到2030年建立一個基于超導(dǎo)電路的量子計算機——至少有100個功能良好的量子位可以進行正確的計算。它要求處理器的工作溫度接近絕對零度，理想的最低溫度是10毫開爾文。新的溫度計為研究人員提供了一個重要的工具來測量他們系統(tǒng)的優(yōu)缺點。報告說，這是改進技術(shù)和實現(xiàn)目標(biāo)的必要步驟。
該大學(xué)微技術(shù)與納米科學(xué)系教授佩爾·德辛說：“一定的溫度對應(yīng)于給定數(shù)量的熱光子，熱光子隨溫度呈指數(shù)下降。如果我們成功地將波導(dǎo)與量子位相遇的溫度降低到10毫開爾文，我們的量子位錯誤風(fēng)險將大大降低。”
