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
Google использовал 40 000 000 телефонов, чтобы составить карту ионосферы
Наука
Физики обнаружили, что сам свет может отбрасывать тень
Наука
Продолжительность детства у древних людей изучили по ископаемым зубам
Наука
Оказалось, мы живем не в лучшей для разумной жизни Вселенной
Космос
В России пройдет международный хакатон по обнаружению голосовых дипфейков
Новости
Этот гаджет превратит смартфон во флейту или другой музыкальный инструмент
Новости
Госдума обяжет установку RuStore на всех гаджетах в России: проект приняли в I чтении
Новости
Эйнштейн ошибался: его главная теория не подходит нашей Вселенной
Космос
Сотни стартапов и тысячи идей: в Москве подвели итоги форума «ТехПред 2024»
Новости
Контур.Толк запускает бесплатную версию для онлайн-встреч без ограничений по времени
Технологии
Starship довезет пассажиров из Европы в США за полчаса на скорости 27 000 км/ч
Новости
Новое приложение для видеокарт GeForce от Nvidia уже доступно для скачивания
Новости
Rutube упростил подачу сведений о блогерах в Роскомнадзор
Новости
Бюджетный термоядерный реактор смог удержать плазму при 300 000 °С 
Новости
Посмотрите на картину робота-художника: ее продали 1 000 000 долларов
Новости
Илона Маска назначили в Белый дом: какие планы у миллиардера в правительстве Трампа
Новости
Ученая вылечила собственный рак с помощью вирусов из лаборатории
Наука
Платформу китайского гуманоидного робота открыли для всех разработчиков
Новости
Серферов от нападения гигантских акул защитят светодиодами
Наука
Физики создают «световые ураганы», чтобы ускорить передачу данных
Наука