Revolutionaire quantumkoeling mogelijk gemaakt met efficiënt 2D-apparaat van EPFL’s LANES

AmsterdamWetenschappers van EPFL's LANES hebben een nieuw apparaat ontwikkeld dat met grote efficiëntie dingen tot zeer lage temperaturen kan koelen.

Qubits moeten tot extreem lage temperaturen, dicht bij -273°C, worden gekoeld voor het uitvoeren van quantum berekeningen. De huidige technologie kan de warmte van elektronica bij deze lage temperaturen moeilijk aan, wat de ontwikkeling van grotere quantum systemen vertraagt. Normaal gesproken worden quantumcircuits gescheiden gehouden van elektronische onderdelen, wat hun efficiëntie vermindert.

Belangrijkste Kenmerken:

• Functioneert bij temperaturen tot 100 millikelvin
• Maakt gebruik van een combinatie van grafeen en indiumselenide
• Benut het Nernst-effect voor thermische energieomzetting
• Gefabriceerd in het CMi van EPFL
• Biedt mogelijkheden voor integratie in bestaande quantumcircuits

Het nieuwe apparaat maakt gebruik van grafeen voor zijn elektrische geleiding en indiumselenide voor zijn halfgeleidereigenschappen. Het is extreem dun, slechts enkele atomen dik, en functioneert als een plat, tweedimensionaal object. Deze combinatie zorgt voor uitstekende prestaties.

Het apparaat werkt uitstekend dankzij het Nernst-effect. Dit verschijnsel genereert een elektrische spanning wanneer een magnetisch veld loodrecht wordt aangelegd op een object met een temperatuurverschil. Door het platte ontwerp van het apparaat kan dit proces eenvoudig worden gecontroleerd met elektrische methoden.

Lees ook:

Vandaag · 09:56

Doorbraak in orgaanacceptatie met nanotechnologie en immunotherapie

Onderzoekers gebruikten een laser om materialen te verhitten en een speciale koelkast om ze af te koelen tot 100 millikelvin, wat extreem koud is. Normaal gesproken is het moeilijk om warmte bij deze temperaturen om te zetten in spanning, maar dit apparaat maakt het mogelijk.

In een quantum systeem is het onmogelijk om warmte van de qubits weg te houden. Ons apparaat biedt de benodigde koeling om dit probleem op te lossen.

Pasquale legt uit dat dit onderzoek verkent hoe elektriciteit kan worden opgewekt uit warmte bij lage temperaturen, een weinig bestudeerd gebied. Het apparaat is zeer efficiënt en maakt gebruik van gemakkelijk te vervaardigen onderdelen, waardoor het kan worden toegevoegd aan bestaande lokale temperatuur kwantumcircuits.

Het apparaat, ontworpen met een unieke tweedimensionale structuur, werd ontwikkeld bij het EPFL Center for MicroNanoTechnology. Dit is een belangrijke vooruitgang in de quantumtechnologie omdat het een langdurig probleem oplost. Het apparaat van het LANES-team vervult een cruciale behoefte in het vakgebied en biedt mogelijkheden om grotere en efficiëntere quantumsystemen te bouwen.