Banbrytande kvantkylning uppnås med 2D-enhet som effektivt kyler kvantkretsar vid låga temperaturer.

StockholmForskare vid EPFL:s LANES har utvecklat en ny apparat som effektivt kyler ner föremål till mycket låga temperaturer.

Qubitar måste kylas ner till extremt låga temperaturer, nära -273°C, för att utföra kvantberäkningar. Dagens teknik har svårt att hantera värmen från elektroniken vid dessa låga temperaturer, vilket har bromsat utvecklingen av större kvantsystem. Vanligtvis hålls kvantkretsar åtskilda från elektroniska delar, vilket gör dem mindre effektiva.

Viktiga Egenskaper:

• Fungerar vid temperaturer ner till 100 millikelvin
• Använder en kombination av grafen och indiumselenid
• Utnyttjar Nernst-effekten för termoelektrisk omvandling
• Tillverkas vid EPFLs Center för MikronanoTeknologi
• Erbjuder möjligheter för integration i befintliga kvantkretsar

Den nya enheten använder grafen för sin elektriska ledningsförmåga och indiumselenid för sina halvledaregenskaper. Den är väldigt tunn, bara några atomer tjock, och fungerar som ett platt, tvådimensionellt objekt. Denna kombination gör att den fungerar mycket bra.

Enheten fungerar bra tack vare Nernst-effekten. Denna effekt genererar en elektrisk spänning när ett magnetfält appliceras vinkelrätt mot ett objekt med en temperaturskillnad. Enhetens platta design gör det enkelt att kontrollera denna process med elektriska metoder.

Läs också:

Idag · 07:58

Taligenkänning anpassar sig till Parkinson-tal med lärande

Forskare använde en laser för att värma upp material och en speciell kylmaskin för att kyla dem till 100 millikelvin, vilket är mycket kallt. Vanligtvis är det svårt att omvandla värme till spänning vid dessa temperaturer, men den här enheten gör det möjligt.

I ett kvantsystem går det inte att hindra värme från att påverka qubits. Vår enhet tillhandahåller den nödvändiga kylan för att lösa detta problem.

Pasquale förklarar att denna forskning undersöker hur man kan producera elektricitet från värme vid låga temperaturer, ett område som inte har studerats särskilt mycket. Enheten är mycket effektiv och använder komponenter som lätt kan tillverkas, vilket gör att den skulle kunna integreras i befintliga kvantkretsar vid låga temperaturer.

Enheten, som har en unik tvådimensionell design, skapades vid EPFL Center for MicroNanoTechnology. Detta är ett viktigt framsteg inom kvantteknologi eftersom det löser ett långvarigt problem. LANES-teamets enhet uppfyller ett centralt behov inom området och skapar möjligheter att bygga större och mer effektiva kvantsystem.