科学家开发“量子温度计”,超低温也可精确测量

瑞典哥德堡查尔莫斯理工大学的研究人员开发了一种新型温度计,可以在量子计算过程中以极高的精度简单快速地测量温度。这一突破为极具价值的量子计算提供了一个重要工具,并为量子热力学这一激动人心的领域的实验开辟了道路。

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量子计算机的一个关键组件是同轴电缆和波导(引导波形的结构),这是量子处理器和控制它的经典电子设备之间的重要连接。微波脉冲沿着波导传播到量子处理器,并在传播过程中被冷却到极低的温度。波导管还衰减和过滤脉冲,使极其敏感的量子计算机能够在稳定的量子状态下工作。

为了对这种机制进行最大限度的控制,研究人员需要确保这些波导不会因为它们发送的脉冲上的电子热运动而携带噪声。换句话说,必须测量微波波导管冷端的电磁场温度,这是控制脉冲被传送到计算机量子位的点。在尽可能低的温度下工作可以将量子位发生错误的风险降至最低。

研究人员表示,这种新的温度计是一个超导电路,直接连接到被测波导管的末端,其可能是世界上为此目的在毫开尔文范围内最快、最灵敏的温度计,可以在波导的接收端直接测量非常低的温度,其精确度和时间分辨率极高。

标准温度计是发展经典热力学的基础。而研究人员则希望“在未来,(新)温度计会被视为发展量子热力学的关键。”

编译/前瞻经济学人APP资讯组

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来源: 前瞻网