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
Это не комета и не астероид: необычный объект нашли в Солнечной системе
Космос
Уникальную черную дыру нашли астрономы: у нее странная ориентация
Космос
Посмотрите на зимний Марс: снег совсем не похож на земной  
Космос
ИИ научился создавать тысячи вирусов: их не видят антивирусы
Новости
Автотехнологии будущего, ставшие реальностью
Мнения
Ученые открыли уникальный материал для памяти будущего
Новости
«Черная» Луна: россияне встретят Новый год с редким астрономическим явлением
Космос
Названы сроки запуска российских спутников «Марафон» для интернета вещей
Космос
Роскачество проверит игры и приложения на манипуляции и безопасность
Новости
Власти начнут собирать данные о перемещениях россиян: как и зачем это нужно
Новости
Выяснилось, как отсутствие секса влияет на мужское здоровье
Наука
Физики придумали, как подтвердить «теорию о мироздании»
Космос
Астрономы нашли новый тип космических взрывов — миллиновые  
Космос
Разработана лампа накаливания, которая светит «закрученным» светом
Наука
Разработчики ChatGPT планируют создать гуманоидных роботов
Новости
Названы фундаментальные границы жизни: какой она будет на Земле и в других мирах
Наука
Зонд НАСА пролетел рекордно близко от Солнца: неизвестно, выжил ли он
Космос
ИИ научили находить пробелы в математических знаниях учеников
Новости
Как быстро двигается Санта-Клаус, рассчитали исследователи
Наука
Нейроморфные вычисления: подробное объяснение
Технологии