Создан первый квантовый тепловой двигатель на базе сверхпроводников

Европейские исследователи разработали подход, позволяющий использовать сверхпроводники для создания квантового аналога теплового двигателя - устройства, позволяющего переносить тепло из одного региона в другой или преобразовать его энергию в механическое движение. Эта разработка ускорит создание новых систем охлаждения для квантовых компьютеров, сообщила пресс-служба финского Университета Аалто.

"Мы впервые продемонстрировали возможность циклической работы квантового теплового двигателя на базе сверхпроводящих цепочек. При этом нам удалось создать его на базе всего одного квантового "холодильника", что значительно упростило устройство и сделало его пригодным для решения большого числа задач", - заявил научный сотрудник университета Аалто (Финляндия) Туомас Ууснякки, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Как отмечают ученые, в последние годы физики со всего мира работают над созданием различных квантовых устройств, способных транспортировать тепло внутри квантовых систем. Их разработка позволит существенным образом упростить и улучшить охлаждение квантовых компьютеров, что повысит их стойкость к появлению случайных сбоев, а также позволит создать новые типы сенсоров и других квантовых устройств.

Недавно физикам удалось продемонстрировать возможность создания подобных квантовых тепловых двигателей сразу на нескольких аппаратных платформах, однако до настоящего времени ученым не удавалось добиться полностью циклической работы этих установок, подобно тому, как протекает процесс сжатия, воспламенения, расширения и последующего охлаждения газов в двигателях внутреннего сгорания в рамках так называемого цикла Отто.

Специалистам под руководством профессора университета Аалто (Финляндия) Микко Меттенена удалось впервые создать квантовый аналог этого процесса при помощи установки, объединяющей в себе кубит-трансмон, один из самых популярных типов сверхпроводниковых ячеек памяти, и специального квантового "холодильника". Он представляет собой набор из особым образом устроенных цепочек сверхпроводника, который охлаждается в результате туннелирования электронов.

Физикам удалось наладить такой характер взаимодействий между кубитом и "холодильником", что последний мог как направлять тепло в кубит, так и охлаждать его, причем этим процессом можно управлять при помощи импульсов микроволнового излучения. В перспективе, это позволит разместить системы считывания данных на минимальном расстоянии от самих кубитов, что резко упростит их конструкцию и снизит уровень помех. Это критически важно для создания квантовых компьютеров на базе многих сотен и тысяч кубитов, подытожили ученые.

Узнавайте первыми главные энергетические новости и актуальную информацию о важных событиях дня в России и мире.

Подписывайтесь на наш канал в МАX

"ГИС-Профи. Информационное сопровождение предприятий энергетической отрасли"