Interferens som en ny metode til køling af kvanteenheder

Teoretiske fysikere foreslår at bruge negativ interferens til at kontrollere varmestrømmen i kvanteenheder. Deres undersøgelse er blevet offentliggjort i Fysisk gennemgangsbreve .

Quantum computerdele er følsomme og skal afkøles til meget lave temperaturer. Deres størrelse gør dem særligt modtagelige for temperaturstigninger fra den termiske støj i det omgivende miljø og forårsaget af andre komponenter i nærheden. Dr Shabir Barzanjeh, en postdoc ved Institute of Science and Technology Austria (IST Austria), sammen med Dr. André Xuereb fra University of Malta og Matteo Aquilina fra National Aerospace Center på Malta har foreslået en ny metode til at holde kvanteenheder kølige. Deres teoretiske tilgang er afhængig af kvanteinterferens.

Normalt, hvis en varmere genstand er placeret ved siden af ​​en køligere, varmen kan kun strømme fra den varmere genstand til den køligere. Derfor, køling af et objekt, der allerede er køligere end omgivelserne, kræver energi. En ny metode til nedkøling af elementerne i kvanteenheder såsom qubits, de små byggesten i kvantecomputere, blev nu teoretisk bevist at virke af en gruppe fysikere.

"Grundlæggende, den enhed, vi foreslår, fungerer som et køleskab. Men her, vi bruger et kvantemekanisk princip til at realisere det, "forklarer Shabir Barzanjeh, hovedforfatteren af ​​undersøgelsen og postdoc i forskergruppen til professor Johannes Fink. I deres papir, de studerede, hvordan termisk støj strømmer gennem kvanteenheder, og de udtænkte en metode, der kan forhindre varmestrømmen til at varme den følsomme kvanteenhed op. De brugte en kølelegeme tilsluttet begge enheder, viser, at det er muligt at styre dets varmestrøm, så den annullerer varmen, der kommer fra den varme genstand direkte til den kølige via særlig kvanteinterferens.

"Indtil nu, forskere har fokuseret på at kontrollere signalet, men her, vi studerer støjen. Dette er ganske anderledes, fordi et signal er sammenhængende, og støjen er ikke. "Med hensyn til den praktiske implementering af mekanismen, der tilføjer faseforskydningen til den termiske støj, Shabir Barzanjeh har nogle ideer, herunder en mekanisk genstand, der vibrerer, eller strålingstryk for at kontrollere oscillationen. "Nu er det tid for eksperimentelle at verificere teorien, " han siger.