研究人员为量子计算机解锁基于芯片的热离子冷却等

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芬兰 VTT 技术研究中心的一个团队的研究可能会为更加可持续和高性能的量子计算机指明道路。研究小组设计了一种类似真空管的设备,允许以纯电子方式进行冷却——这可能是将稀释制冷量子计算机的冷却成本削减十倍的途径。在实验中,研究人员发现他们的设计允许温度下降多达 40%。

这些量子计算机主要利用超导传输量子位来执行有用的计算工作,并且一直是IBM、谷歌、亚马逊和其他公司(但不是全部)等量子前沿公司的首选量子位。但为了让这些超导量子位发挥作用,它们必须被冷却到接近太空的绝对零温度(~ 1 开尔文)。需要混合不同的氦同位素来实现这些理想的工作温度,这增加了额外的复杂性。

任何高级计算的基本限制之一是冷却能力——将计算产生的热量从运行电路中带走的能力。这种特殊的限制如今随处可见 - 从冷却 16 核 Zen 5 CPU 的困难,到保持 GPU 运行的巨大风扇和金属,热量是当今计算世界中最棘手的工程问题之一,和明天。

但量子计算机比传统电子设备更加敏感——它们更容易受到外部干扰,并且对于哪些类型的干扰会破坏其有用的工作量子位状态更加变化无常。因此,急需能够实现更简单、更高效冷却的新技术。虽然新的冷却技术已经取得了一些进步(例如Frore的AirJet技术),但它们的工作原理大多相同:将载热介质(例如水或空气)引导远离热源。

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