Мини-термометр для квантовых компьютеров проследит, чтобы они оставались холодными

Исследователи из Национального института стандартов и технологий (NIST) изобрели миниатюрный термометр с большим потенциалом применения. Например, он пригодится для мониторинга температуры процессорных микросхем в квантовых компьютерах на основе сверхпроводников, которые для правильной работы должны оставаться холодными.

Сверхпроводящий термометр NIST измеряет температуру ниже 1 Кельвина (—272,15°C). Он меньше, быстрее и удобнее, чем обычные криогенные термометры для чипов, и может производиться серийно. Исследователи NIST описывают конструкцию и работу прибора в статье для журнала Applied Physics Letters.

Новый термометр размером всего 2,5 на 1,15 мм легко встраивается или прикрепляется к другому криогенному микроволновому устройству для измерения его температуры при установке на микросхеме. Ученые использовали термометр, чтобы продемонстрировать быстрые и точные измерения нагрева сверхпроводящего микроволнового усилителя.

«Термометр позволяет исследователям измерять температуру широкого диапазона компонентов с очень небольшими затратами и без введения дополнительных электрических соединений. Это может принести пользу исследователям, работающим с квантовыми вычислениями», — заявил один из авторов исследования Джоэль Уллом.

Термометр состоит из сверхпроводящего ниобиевого (Nb) резонатора, покрытого диоксидом кремния (SiO₂). Покрытие взаимодействует с резонатором, изменяя частоту его естественной вибрации. Ученые подозревают, что это происходит из-за «туннелирования» атомов между двумя узлами — квантово-механического эффекта.

Термометр NIST основан на новом применении принципа, согласно которому собственная частота резонатора зависит от температуры. Он отображает изменения частоты, измеренные электроникой, с температурой. Напротив, обычные термометры для измерения температур ниже Кельвина основаны на электрическом сопротивлении. Они требуют подключения проводов к электронике, работающей при комнатной температуре, что усложняет работу и вызывает нагревание и помехи.

Термометр NIST измеряет температуру примерно за 5 миллисекунд. Это намного быстрее, чем у большинства обычных резистивных термометров, которым требуется одна десятая доля секунды. Термометры NIST также легко изготавливать. Их можно производить массово, и более 1 200 штук могут быть установлены на примерно 75-миллиметровой кремниевой пластине.

Читать также

Из-за движения плит дно Тихого океана сейчас находится глубоко под Китаем

Нейроны в мозге человека и сеть галактик оказались похожи

Ледник «Судного дня» оказался опаснее, чем думали ученые. Рассказываем главное

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Чрезвычайно молодую планету нашли у звезды с «кривым» диском
Космос
Предложен способ навигации дронов без GPS: по «отпечаткам рельефа»
Новости
Ученые раскрыли тайну гигантских черных дыр ранней Вселенной
Космос
Microsoft и Atom Computing выпустят коммерческий квантовый компьютер в 2025 году
Новости
Создан робот-голубь, который летает как настоящая птица
Наука
На страницах тысячелетнего Голубого Корана нашли скрытый текст
Наука
Уязвимость ИИ: типы атак LLM-injection и способы защиты от них
Технологии
Intel случайно упомянула о планах по разработке ИИ-ускорителя
Новости
S.T.A.L.K.E.R. 2: Heart of Chornobyl вышел спустя 15 лет: цены, патчи, бесплатный контент и концовка
Новости
Посмотрите, как прототип космоплана Aurora разогнали до 1,1 Маха 
Новости
Российских айтишников обяжут преподавать в вузах: кого это коснется
Новости
Киберспорт в России сегодня: плюсы и минусы разных бизнес-моделей
Мнения
Одинокого дельфина нашли в Балтийском море: он «разговаривает» сам с собой
Наука
Физики обнаружили сразу три формы хаоса
Наука
Российского хакера экстрадировали в США за создание вируса-вымогателя
Новости
Ученые впервые раскрыли форму короны черной дыры
Космос
Названы сроки запуска аналога Apple Pay в России
Новости
В России придумали, как искать телефонных мошенников по голосу
Новости
Лазерную связь в космосе предложили использовать, чтобы фотографировать черные дыры
Космос
Чат-бот Google научили запоминать пользователей
Новости