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新型高精度溫度計可為量子計算機快速測溫相關研究成果發(fā)表在《物理評論X》期刊上

2021-03-25 14:37:59來源：科技日報

據(jù)美國《每日科學》網站23日消息

，瑞典哥德堡查爾姆斯理工大學的研究人員開發(fā)了一種新型溫度計，借助其可以實現(xiàn)在量子計算過程中

，直接以極高的精度簡單、快速地測量溫度

。相關研究成果發(fā)表在《物理評論X》期刊上。

這一新穎的溫度計概念依賴于共振驅動的量子發(fā)射器的相干散射和非相干散射之間的相互作用

。發(fā)射器強耦合到被測波導的末端

。而波導中的熱光子會導致連續(xù)記錄的相干散射信號出現(xiàn)可測量的下降。通過這種方式

，研究人員就可以讀取微波波導傳播模式中的光子數(shù)——這與溫度相對應

。其實現(xiàn)方式采用了以千兆赫頻率運行的超導電路

，具有簡單、大帶寬

、高靈敏度和可忽略不計的功耗等特點

。

量子力學現(xiàn)象，如疊加

、糾纏和退相干

，不僅對未來的計算意味著一場革命，而且潛在地也意味著熱力學的一場革命

。在納米尺度下工作時

，熱力學定律很可能會發(fā)生某種程度的變化

，這種變化未來可能會被利用來生產更強大的發(fā)動機、充電速度更快的電池等?div id="4qifd00" class="flower right">

，F(xiàn)在

，利用新型溫度計，科學家可測量來自充當量子熱機或冰箱的電路對熱微波的散射

。

研究人員稱

，這一突破為量子計算提供了一個極具價值的基準工具

，并為量子熱力學領域的實驗打開了新大門

。

“我們的溫度計是超導電路，可直接連接到被測波導的末端

。它以毫克爾文為單位

，可能是世界上最快

、最靈敏的溫度計。”助理教授西蒙娜·加斯帕瑞內蒂說

。

研究人員的目標是在2030年之前建造一臺基于超導電路的量子計算機——至少有100個功能良好的量子位

，且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

，理想情況下最低可達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，用來衡量他們系統(tǒng)的優(yōu)缺點

。報道稱這是改進技術和實現(xiàn)目標的必要步驟。

該校微技術與納米科學系教授佩爾·德爾辛表示：“一定的溫度與給定的熱光子數(shù)相對應

，這個數(shù)隨溫度呈指數(shù)下降

。如果我們成功地將波導與量子位相遇處的溫度降低到10毫開爾文

，我們的量子位出錯的風險就會大大降低

。”

責任編輯：孫知兵

關鍵詞：高精度溫度計量子計算機

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