Forskare vid Chalmers har gjort en banbrytande upptäckte inom kvantteknologi genom att utveckla ett kvantkylskåp som använder det som tidigare betraktades som störande brus för att driva sin kylprocess. Detta nya kylsystem är avgörande för kvantdatorers funktion, som kräver extrem kyla för att kunna operera effektivt.
Det traditionella sättet att kyla kvantdatorer involverar användning av kryostat som ofta skapar brus som kan förstöra känslig kvantinformation. Det nya kvantkylskåpet, som presenterades i en studie publicerad i Nature Communications, skalar upp kvantdatorer och gör dem mindre känsliga för störningar, vilket således möjliggör snabbare och mer avancerade kvantberäkningar.
Kylsystemet bygger på supraledande kretsar och använder omgivande värme för att kyla kvantbitar, eller qubits, ner till temperaturer nära den absoluta nollpunkten. Genom att manipulera mikrovågsbrus kan forskarna styra värme- och energiflöden med hög precision. Två mikrovågskanaler fungerar som varm och kall reservoar, medan bruset driver värmetransporten mellan dem.
Aamir Ali, forskare i kvantteknologi vid Chalmers och medförfattare till studien, uttalar sig om betydelsen av den nya teknologin: ”Vi ser detta som ett viktigt steg mot att kunna styra värme direkt inne i kvantkretsar på en skala som konventionella kylsystem inte klarar. Att kunna avlägsna eller omdirigera värme på den här minimala skalan öppnar dörren för mer tillförlitliga och robusta kvantteknologier.”
Den nya tekniken innebär också att kylskåpet kan fungera som en värmemotor eller förstärkare av värmetransport, vilket öppnar upp för nya möjligheter inom kvantteknologi. Forskarnas förmåga att mäta extremt små värmeströmmar, ner till attowatt-nivåer, kan revolutionera hur vi hanterar och kontrollerar värme i kvantdatorer.
Sammanfattningsvis kan detta kvantkylskåp som utnyttjar brus visa sig vara en avgörande innovation för framtiden av kvantdatorer och deras tillämpningar, och det kan bli en viktig faktor för att utveckla mer stabila och effektiva kvantteknologier.
