Исследователи из Университета Аалто с помощью простой экспериментальной установки обнаружили потерю тепловой энергии в кубитах, что пролило свет на потерю когерентности сверхпроводящих кубитов в квантовых компьютерах.
Исследование, в котором принимали участие физики и международная команда, сосредоточено на сверхпроводящих джозефсоновских переходах, имеющих решающее значение для высокопроизводительных квантовых вычислений, и дает представление о тепловыделении и его влиянии на эффективность кубитов.
Измерение потери когерентности сверхпроводящих кубитов
Физики из Университета Аалто в Финляндии совместно с международной командой сотрудников теоретически и экспериментально показали, что потеря когерентности сверхпроводящего кубита может быть непосредственно измерена как тепловыделение в электрической цепи, удерживающей кубит. В основе самых современных квантовых компьютеров и сверхчувствительных детекторов лежат сверхпроводящие джозефсоновские переходы, основные элементы кубитов, или квантовых битов. Как следует из названия, эти кубиты и схемы на них являются очень эффективными проводниками электричества.
Понимание тепловыделения в кубитах
«Несмотря на быстрый прогресс в создании высококачественных кубитов, остается важный нерешенный вопрос: как и где происходит рассеивание тепла?» – говорит Баян Карими, научный сотрудник исследовательской группы Pico в Университете Аалто и первый автор исследования.
«Мы долгое время разрабатывали методы измерения этих потерь, основываясь на опыте нашей группы в области квантовой термодинамики», – добавляет Юкка Пекола, профессор университета Аалто, возглавляющий исследовательскую группу Pico.
Поскольку физики продолжают стремиться к созданию все более эффективных кубитов в гонке за совершенствованием технологий, связанных с квантовыми устройствами, эти новые данные позволяют исследователям лучше понять, как распадаются их кубиты. С точки зрения квантовых вычислений, кубиты с более длительным временем когерентности позволяют выполнять больше операций, что приводит к более сложным вычислениям, недостижимым в классических вычислительных средах.
Связь потерь энергии с тепловым излучением
Передача сверхтоков становится возможной благодаря эффекту Джозефсона, когда два близко расположенных сверхпроводящих материала могут поддерживать ток без приложения напряжения. В результате исследования можно проследить, что ранее неучтенные потери энергии связаны с тепловым излучением, возникающим в кубитах и распространяющимся по выводам.
Эта потеря была отмечена ранее физиками, которые проводили эксперименты на больших массивах из сотен джозефсоновских переходов, расположенных в цепи.
Простая экспериментальная установка дает отличные результаты
Первоначально зафиксировав эффект в матрице кубитов, Карими, Пекола и команда начали проводить все более и более детальные эксперименты. Их последний эксперимент – наблюдение за эффектами изменения напряжения на одном джозефсоновском переходе. Разместив сверхчувствительный датчик тепла рядом с этим переходом, они смогли пассивно измерять очень слабое излучение, испускаемое этим переходом при каждом фазовом переходе, в широком диапазоне частот до 100 гигагерц.
Wayve и Uber объединяются для организации беспилотного вождения
Компания Wayve, британский разработчик технологий для беспилотных автомобилей, сегодня объявила о стратегическом партнерстве с Uber. 30.08.2024 137 0 0Аэропорт Инвернесса проводит испытания автономных транспортных средств для перевозки пассажиров
В испытаниях участвуют два типа автоматизированных транспортных средств для перевозки людей: небольшая автоматическая машина Aurrigo и более крупный автоматический шаттл в кампусе Университета Хайлендса и островов в Инвернессе (север Шотландии). 30.08.2024 147 0 0Кремниевый чип для связи 6G
Команда ученых раскрыла потенциал связи 6G с помощью нового поляризационного мультиплексора. Терагерцовая связь представляет собой новый рубеж в области беспроводных технологий, обещая скорость передачи данных, намного превышающую существующие системы. 30.08.2024 179 0 0Подводный робот для погружения под полярные льды
На отдаленном участке замерзшего моря Бофорта, к северу от Аляски, инженеры из Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии собрались вместе, чтобы заглянуть в узкое отверстие в толстом слое морского льда. Под ними цилиндрический робот собирал научные данные для испытаний в холодном океане, соединенный тросом с треногой, которая опускала его в скважину. 30.08.2024 172 0 0