2D-квантовая система охлаждения достигла температур ниже, чем в открытом космосе, преобразуя тепло в электрическое напряжение

Исследовательская группа Швейцарского федерального института технологий в Лозанне (EFPL) разработала 2D-квантовую систему охлаждения, которая позволила снизить температуру до 100 милликельвинов путем преобразования тепла в электрическое напряжение. Очень низкие температуры критически важны для квантовых вычислений, так как квантовые биты (кубиты) чувствительны к теплу и должны охлаждаться до температуры ниже 1K.

Новая система охлаждения была создана исследовательской группой под руководством Андраса Киса в Лаборатории наноэлектроники и структур (LANES) EPFL. Помимо способности охлаждаться до 100 мК, еще один важный фактор в том, что она делает это с той же эффективностью, что и современные технологии охлаждения, работающие при комнатной температуре.

Команда LANES назвала свое технологическое достижение 2D-квантовой системой охлаждения из-за способа ее создания. Толщиной всего в несколько атомов, новый материал ведет себя как двумерный объект, а комбинация графена и двухмерной тонкой структуры позволила достичь высокоэффективной работы. Устройство работает на основе эффекта Нернста — термомагнитного явления, при котором в проводнике генерируется электрическое поле при наличии магнитного поля и двух разных температур по обе стороны материала.

Помимо производительности и эффективности, 2D-квантовая система охлаждения изготовлена при помощи простых материалов. Это означает, что ее можно легко добавить в квантовые компьютеры в других лабораториях, которым требуются низкие температуры.

Габриэле Паскуале, аспирант LANES, отметил:

Эти результаты представляют собой крупный прорыв в нанотехнологиях и обещают развитие передовых технологий охлаждения, необходимых для квантовых вычислений при низких температурах. Мы считаем, что это достижение может произвести революцию в системах охлаждения для будущих технологий.

Мы первые, кто создал устройство, соответствующее эффективности преобразования современных технологий, но работающее в условиях низких магнитных полей и сверхнизких температур, необходимых для квантовых систем.

Интересно, найдется ли такой технологии охлаждения применение в повседневной жизни.