Wie könnten wir kühlen Quantencomputer


Kühlung von modernen Computern ist harte Arbeit: Fans, Kühlkörper und sogar gepumpte Flüssigkeit Kampf um die Temperaturen unserer Hardware zu halten. Aber wie könnten wir morgen Computer cool — diejenigen über die fremden und exotischen macht der Quantenphysik versorgt?

Glücklicherweise auch versuchen zu Quanten-computing selbst tatsächlich passieren, sind Forscher zukunftsorientierte genug zum Grübeln der praktischen wie es wird tatsächlich, Sie wissen, arbeiten im wirklichen Leben. Und einer dieser banale, aber unglaublich wichtig, Arbeitsplätze ist die Kühlung.

Derzeit arbeiten Quantencomputer bei sehr niedrigen Temperaturen um Lärm und Störungen auf ein Minimum zu halten. Das ist in Ordnung, gerade jetzt, wie sie kleine Dinge und die Kühlung hält Systeme rund um sie kalt, aber wie sie an Größe zunehmen, sie brauchen die Wärme weg von, wo die Action passiert gesaugt werden. Und Sie können mit einem Ventilator oder Wasserpumpen, verwenden, da diese Infrastruktur allein wahrscheinlich hinzufügen, wird mehr Hitze als es entfernt.

Geben Sie Peter Nalbach, ein theoretischer Physiker der Universität Hamburg in Deutschland. Er hat soeben seinen Plan für ein Quantum Kühlsystem, die das Problem lösen könnte. In der Tat ist er in der Lage, die Temperatur von einem Quantenpunkt zu reduzieren – das Ding fungiert als ein Quantenbit oder Qubit, in einem Quantencomputer – um die Hälfte.

Wie macht er es? OK, also vorstellen, dass die Quantenbits saß, zu tun es ist Quantum Computer, allmählich wärmer. Nalbach entwickelte ein System, das legt eine winzige elektromagnetische Zinke auf beiden Seiten des Punktes, zwischen denen ein Strom von Elektronen fließen – direkt über den oberen Teil der Quantenpunkt.

Sache ist, eine Zinke produziert Elektronen mit einer nach oben Spin – d. h. eine echte Drehung – und der andere ist hungrig nach Elektronen, aber mit einem nach unten drehen. Die Elektronen sind die letzteren Zinke angezogen, aber ändern Spinrichtung von ihm akzeptiert werden müssen, und sie tun, indem Sie sich ein wenig Energie in Form von Wärme aus der Quantenpunkt, über die sie vorbei sind. Bingo: die Elektronen werden auf ihrem Weg, und das Qubit Wärme entzogen wird.

Es ist ein netter Trick, und könnte verwendet werden, um große Vorteil in der Zukunft der Quantencomputer abkühlen können, denen wir bisher nur träumen können. Allerdings gibt es eine Einschränkung: Quanten-Computer-Designs sind noch in den Kinderschuhen, so dass nicht klar ist, dass dieses Set-up direkt nützlich sein wird. Aber es ist sicher toll, dass jemand darüber nachdenkt. [Physical Review Letters über Popular Mechanics]

Bild von Welcomia/Shutterstock

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