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新超導溫度計可以高精度實時探測工作溫

作者： 2021年04月27日來源：瀏覽量：

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近日，來自瑞典哥德堡，查爾姆斯理工大學的研究人員開發出一種新型的溫度計，可以在高精度的量子計算過程中簡單快速地測量溫度。這一突破為量子計算的價值提供了基準測試工具，并為量子熱力學領域

　　近日，來自瑞典哥德堡，查爾姆斯理工大學的研究人員開發出一種新型的溫度計，可以在高精度的量子計算過程中簡單快速地測量溫度。這一突破為量子計算的價值提供了基準測試工具，并為量子熱力學領域的實驗打開了大門。

　　量子計算機中的關鍵組件是同軸電纜和波導，它們是引導波形的結構，是量子處理器與控制它的經典電子設備之間至關重要的連接。微波脈沖沿著波導傳播到量子處理器，并在此過程中被冷卻到極低的溫度。波導還可以衰減和過濾脈沖，從而使極其靈敏的量子計算機能夠在穩定的量子狀態下工作。

　　為了最大程度地控制這種機制，研究人員需要確保這些波導不會由于電子在其發送的脈沖之上的熱運動而攜帶噪聲。也就是說，在盡可能低的溫度下工作可最大程度地降低在量子位中引入誤差的風險。

　　到目前為止，研究人員只能以相對較大的延遲間接測量該溫度。現在，借借助這項最新研究制備的新型溫度計，可以在波導的接收端直接測量極低的溫度。測量的精度非常準確，并且具有極高的時間分辨率。

　　“我們的溫度計是超導電路，直接連接到被測波導的末端。它可能是世界上最快且最靈敏的溫度計，達到毫克溫標。”查爾默斯理工大學量子技術實驗室助理教授西蒙娜·加斯帕里內蒂(Simone Gasparinetti)說。

　　對于需要能夠保證其組件質量的供應商(例如用于處理低至量子態信號的電纜)，準確的溫度測量也是必需的。

　　諸如疊加，糾纏和退相干之類的量子力學現象不僅意味著未來計算的革命，而且也意味著熱力學的革命。熱力學定律很可能會在納米級工作時以某種方式發生變化，這種方式有一天可能會被用來生產功能更強大的發動機，更快的充電電池等。

　　新的溫度計可以例如測量來自充當量子熱機或制冷機的電路的熱微波的散射。“標準溫度計是發展經典熱力學的基礎。我們希望將來，我們的溫度計能夠被視為發展量子熱力學的關鍵。”查爾默斯理工大學微技術與納米科學系博士生Marco Scigliuzzo說。

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