Фундаментальный физический процесс передачи тепла от одного тела к другому широко используется в промышленности — машиностроении, электронике, строительстве. Но для создания квантового компьютера он особенно важен, потому что позволяет охлаждать процессор, не прибегая к помощи стандартных кулеров, создающих шумовые помехи, способные нарушить работу мощной вычислительной машины.
Изобретение команды ученых под руководством Микко Мёттёнена позволяет эффективно и изящно решить проблему охлаждения квантового компьютера.
Финские ученые исследовали передачу тепла на расстоянии до 1 метра. Казалось бы, не так уж много, но предыдущие опыты измеряли этот процесс только на дистанции толщины человеческого волоса.
«Для компьютерных процессоров метр — чрезвычайно большое расстояние, — говорит Мёттёнен. — Процессоры большего размера никому не нужны».
Главная идея исследования заключается в использовании фотонов для передачи тепла. Фотоны — это частицы, которые образуют, например, видимый свет. Раньше ученые применяли в качество носителей тепла электроны.
«Нам известно, что фотоны могут переносить тепло на большие расстояния, — объясняет Мёттёнен. — В конце концов, это они передают тепло Солнца Земле».
Ученые решили использовать для передачи фотонов линию без электрического сопротивления. Сверхпроводящая линия была построена на кремниевой микросхеме размером в квадратный сантиметр. На концах линии были размещены крошечные резисторы, с помощью которых измерялся результат.
Работа финских физиков была опубликована в самом престижном издании, Nature Physics.
