一種新型的高精度溫度計(jì)可用于量子計(jì)算機(jī)的快速測(cè)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(jì)，它可以在量子計(jì)算過程中以高精度和高速度直接測(cè)量溫度，據(jù)《每日科學(xué)》網(wǎng)站23日?qǐng)?bào)道，相關(guān)研究成果發(fā)表在《物理評(píng)論X》雜志上，這一新穎的測(cè)溫概念依賴于共振驅(qū)動(dòng)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(cè)波導(dǎo)的端部強(qiáng)耦合。然而，波導(dǎo)中的熱光子會(huì)導(dǎo)致連續(xù)記錄的相干散射信號(hào)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(duì)應(yīng)于溫度。它是由工作在千兆赫茲頻率的超導(dǎo)電路實(shí)現(xiàn)的，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、帶寬大、靈敏度高、功耗小等特點(diǎn)。
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(jì)算的一場(chǎng)革命，而且可能是熱力學(xué)的一場(chǎng)革命。在納米尺度上工作時(shí)，熱力學(xué)定律可能會(huì)發(fā)生一定程度的變化，這可能會(huì)被用來生產(chǎn)更強(qiáng)大的發(fā)動(dòng)機(jī)和未來充電速度更快的電池?，F(xiàn)在，有了新的溫度計(jì)，科學(xué)家可以測(cè)量作為量子熱機(jī)或冰箱的電路對(duì)熱微波的散射。
研究人員說，這一突破為量子計(jì)算提供了一個(gè)有價(jià)值的基準(zhǔn)工具，為量子熱力學(xué)領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)打開了一扇新的大門。
“我們的溫度計(jì)是超導(dǎo)電路，可以直接連接到被測(cè)波導(dǎo)管的末端。它可能是世界上最快、最靈敏的溫度計(jì)，單位為毫開爾文?！敝斫淌谖髅赡帷ぜ铀古晾變?nèi)蒂說。
研究人員的目標(biāo)是到2030年建立一個(gè)基于超導(dǎo)電路的量子計(jì)算機(jī)——至少有100個(gè)功能良好的量子位可以進(jìn)行正確的計(jì)算。它要求處理器的工作溫度接近絕對(duì)零度，理想的最低溫度是10毫開爾文。新的溫度計(jì)為研究人員提供了一個(gè)重要的工具來測(cè)量他們系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。報(bào)告說，這是改進(jìn)技術(shù)和實(shí)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(duì)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(cuò)誤風(fēng)險(xiǎn)將大大降低?！?/p>
