Νέα ανακάλυψη φέρνει τους κβαντικούς υπολογιστές ένα βήμα πιο κοντά στην πραγματικότητα

Author: Χωρίς σχόλια Share:

Όλες οι συσκευές θερμαίνονται όταν βρίσκονται σε χρήση, και ενώ αυτό είναι συνήθως απλά μια μικρή ενόχληση, στους κβαντικούς υπολογιστές αποτελεί μεγάλο πρόβλημα. Η θερμότητα μπορεί να επηρεάσει μέχρι και το αποτέλεσμα κάποιων υπολογισμών, οπότε οι φυσικοί ψάχνουν τρόπους να ψύξουν αποτελεσματικά τα κβαντικά κυκλώματα.

Τώρα, μια ομάδα επιστημόνων από το πανεπιστήμιο Aalto, της οποίας ηγείται ο καθηγητής Mikko Möttönen, μπόρεσε να μεταφέρει τη θερμότητα με μέγιστη αποδοτικότητα σε απόσταση ενός μέτρου. Ένα μέτρο μπορεί να μην ακούγεται κάτι το φοβερό, όμως οι προηγούμενες αντίστοιχες προσπάθειες αφορούσαν αποστάσεις μικρότερες από το πάχος μιας ανθρώπινης τρίχας. Η συγκεκριμένη ανακάλυψη μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ψύξη κβαντικών υπολογιστών με τέτοιο τρόπο ώστε να μην επηρεάζονται καθόλου οι υπολογιστικές διαδικασίες τους.

Η τεχνολογία τους χρησιμοποιεί ένα κανάλι θερμικής μεταφοράς, σε αυτήν τη περίπτωση ένα υπεραγώγιμο λεπτό καλώδιο φτιαγμένο από αλουμίνιο. Στο πείραμα αυτό, μικροκυματικά φωτόνια κινούνται κατά μήκος του καλωδίου, μεταφέροντας θερμότητα από τη μία άκρη του κυκλώματος στην άλλη. Δείχνοντας ότι κάτι τέτοιο είναι δυνατό σημαίνει ότι, θεωρητικά, τα φωτόνια μπορούν χρησιμοποιηθούν με αντίστοιχο τρόπο για να μεταφέρουν θερμότητα σε μεγάλες αποστάσεις από ένα κβαντικό υπολογιστή χωρίς να επηρεάσουν την απόδοση του.

Ο Mikko Möttönen είπε σε δήλωση του: “Καταφέραμε να πετύχουμε αυτή τη κβαντικά περιορισμένη μεταφορά θερμότητας 10.000 φορές πιο μακριά από ότι είχε γίνει ποτέ στο παρελθόν.”

Κβαντικά περιορισμένη σημαίνει ότι υπάρχει ένα ανώτατο όριο για το πόση θερμότητα μπορεί να μεταφερθεί από ένα μοναδικό καλώδιο. Άν έχεις πολλαπλά καλώδια τότε μπορείς προφανώς να μεταφέρεις περισσότερη θερμότητα.”

Η έρευνα, που εκδόθηκε αυτή την εβδομάδα στο περιοδικό Nature Physics, έρχεται να βελτιώσει προηγούμενες μεθόδους που χρησιμοποιήθηκαν, όπως για παράδειγμα η χρησιμοποίηση ηλεκτρονίων σαν μεταφορείς θερμότητας. Τα φωτόνια είναι εξαιρετικά στη μεταφορά θερμότητας σε μεγάλες αποστάσεις, και χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο, οι επιστήμονες μπόρεσαν να επιμηκύνουν την κβαντικά περιορισμένη μεταφορά θερμότητας από τα 100 μικρά (όπου 1μικρό = 1*10^-6 μέτρα) στο ένα μέτρο. Η νέα αυτή τεχνολογία χρησιμοποίησε τις εκπληκτικές ιδιότητες των υπεραγώγιμων υλικών για να επιτύχει αυτό το επίτευγμα.

Χρησιμοποιούμε αλουμίνιο για να φτιάξουμε αυτά τα μικρο και νανο-κυκλώματα, και όταν τα ψύχουμε κοντά στο απόλυτο μηδέν, τότε γίνονται υπεραγώγιμα και αρχίζουν να συμπεριφέρονται κβαντομηχανικά,” πρόσθεσε ο Mikko Möttönen.

Στο μέλλον, θα προσπαθήσουμε να χρησιμοποιήσουμε αυτή τη τεχνολογία που αναπτύξαμε για αυτό το πείραμα και να την ενσωματώσουμε με τα κβαντικά bits. Θέλουμε να δείξουμε ότι κάτι τέτοιο θα ήταν ιδιαίτερα χρήσιμο για τους κβαντικούς υπολογιστές.”

Photo credit: Artistic impression of quantum-limited heat conduction of photons over macroscopic distances. Heikka Valja
Previous Article

Αστεροειδής αναμένεται να περάσει δίπλα από τη Γη στις 05 Μαρτίου

Next Article

Ο φωτεινότερος γαλαξίας του Σύμπαντος καταρρέει

Διαβάστε επίσης: