用于量子冷却的新型二维装置在超低温下将热量转化为电压

导读 EPFL 工程师发明了一种装置,可以在低于外太空的温度下高效地将热量转化为电压。这项创新可以帮助克服量子计算技术发展的重大障碍,因为量...
2024-07-08 11:15:30

EPFL 工程师发明了一种装置,可以在低于外太空的温度下高效地将热量转化为电压。这项创新可以帮助克服量子计算技术发展的重大障碍,因为量子计算技术需要极低的温度才能发挥最佳性能。

为了进行量子计算,必须将量子比特 (qubit) 冷却到毫开尔文范围(接近 -273 摄氏度)的温度,以减慢原子运动并最大限度地减少噪音。然而,用于管理这些量子电路的电子设备会产生热量,在如此低的温度下很难消除。

因此,大多数现有技术必须将量子电路与其电子元件分离,从而造成噪声和效率低下,阻碍实验室以外更大量子系统的实现。

在 Andras Kis 的带领下,EPFL 工程学院纳米电子和结构实验室 (LANES) 的研究人员现已制造出一种设备,它不仅可以在极低温度下运行,而且其效率可与室温下的现有技术相媲美。该成果已发表在《自然纳米技术》上。

LANES 博士生 Gabriele Pasquale 表示: “我们是第一个创造出与现有技术转换效率相匹配的设备,但它可以在量子系统所需的低磁场和超低温度下运行。这项工作确实向前迈了一步。”

这种创新器件将石墨烯的优异导电性与硒化铟的半导体特性相结合,厚度仅为几个原子,却表现得像一个二维物体,这种新颖的材料和结构组合产生了前所未有的性能。

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