Разработан независимый квантовый холодильник

Исследовательская команда, включающая специалистов из Технологического университета Чалмерса в Швеции и Мэрилендского университета в США, представила инновационную систему охлаждения для квантовых компьютеров. Этот механизм способен автономно снижать температуру сверхпроводящих кубитов до беспрецедентно низких уровней.

Квантовые компьютеры применяют принцип суперпозиции и обладают колоссальными возможностями для преобразования областей медицины, энергетики, криптографии, искусственного интеллекта и логистики. Тем не менее, их работа значительно ограничивается необходимостью частой корректировки ошибок, возникающих из-за высокой восприимчивости кубитов к внешним воздействиям.

«Даже минимальные электромагнитные возмущения способны случайно изменить состояние кубита, что ведет к ошибкам и усложняет процесс квантовых вычислений», — объясняет Аамир Али, эксперт по квантовым технологиям из университета Чалмерса.

Созданный учеными квантовый холодильник способен охлаждать кубиты до 22 милликельвинов — что значительно превосходит возможности текущих систем охлаждения. Вероятность нахождения кубита в основном состоянии перед вычислениями достигает 99,97%, что существенно выше по сравнению с предыдущими результатами 99,8–99,92%.

«Наше исследование, вероятно, является первой успешной демонстрацией автономной квантовой тепловой машины, эффективно выполняющей прикладную задачу», — подчеркивает Симоне Гаспаринетти, доцент Технологического университета Чалмерса и ведущий автор работы.

Особенность этой системы в её автономной работе без внешнего управления, используя энергию из естественного температурного градиента между двумя тепловыми резервуарами. Холодильник функционирует за счет взаимодействия между целевым кубитом и двумя вспомогательными кубитами, один из которых соприкасается с «теплой» средой, поставляющей энергию для функционирования системы.

Источник: iXBT