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
Астрономы сфотографировали «детство Вселенной» до появления галактик
Космос
Прощальные кадры: лунный модуль сфотографировал закат на Луне
Наука
Гены загадочных предков людей повлияли на работу мозга, показало исследование
Наука
В Петербурге открыли лабораторию для создания компьютеров, которые имитируют работу мозга
Наука
Телескоп «Евклид» показал 26 млн галактик: опубликованы первые результаты миссии
Космос
Крошечных морских животных увеличили в пять раз, чтобы рассмотреть их клетки
Наука
В Сеченовском Университете появится «умная» операционная 
Новости
Операторы связи начали заменять китайское оборудование на российское
Новости
В России хотят обязать использование отечественных процессоров для ИИ
Новости
Посмотрите на первого робота-гуманоида Nvidia в действии
Новости
Образцы с обратной стороны Луны показали, какой она была в прошлом
Космос
Морские интернет-кабели научились «прослушивать» на предмет саботажа
Новости
Нового рекорда на термоядерном синтезе добились в России
Наука
Российские ученые разработали материалы для памяти будущего  
Наука
Выяснилось, какие мутации ДНК ускоряют старение  
Наука
«Суперджет» с российскими двигателями ПД-8 впервые поднялся в воздух
Новости
Светочувствительные нановолокна ускорили рост нейронов  
Наука
ChatGPT может «заболеть» тревожностью и депрессией, но есть способ его «успокоить»  
Новости
Москва сократила выбросы углерода на 190 000 тонн благодаря электробусам  
Новости
Игуаны совершили рекордное путешествие миллионы лет назад: они проплыли по океану 8 000 км
Наука