Создан первый квантовый тепловой двигатель на сверхпроводниках

Европейские исследователи разработали подход, позволяющий использовать сверхпроводники для создания квантового аналога теплового двигателя. Устройство может переносить тепло из одного региона в другой или преобразовывать его энергию в механическое движение. Разработка ускорит создание новых систем охлаждения для квантовых компьютеров, сообщила пресс-служба финского Университета Аалто.

Туомас Ууснякки, научный сотрудник университета, отметил: "Мы впервые продемонстрировали возможность циклической работы квантового теплового двигателя на базе сверхпроводящих цепочек. При этом удалось создать его на основе всего одного квантового 'холодильника', что значительно упростило устройство".

В последние годы физики работают над созданием различных квантовых устройств для транспортировки тепла. Новая разработка позволит упростить и улучшить охлаждение квантовых компьютеров, повысив их стойкость к сбоям, а также создать новые типы сенсоров.

Ранее физики демонстрировали возможность создания квантовых тепловых двигателей на нескольких платформах, но полностью циклической работы добиться не удавалось. Специалисты под руководством профессора Микко Меттенена из Университета Аалто впервые создали квантовый аналог цикла Отто, используя кубит-трансмон и специальный квантовый "холодильник".

Ученые настроили взаимодействие между кубитом и "холодильником" так, что последний может как направлять тепло в кубит, так и охлаждать его, управляя процессом импульсами микроволнового излучения. В перспективе это позволит разместить системы считывания вблизи кубитов, упростив конструкцию и снизив помехи, что критически важно для создания квантовых компьютеров на сотнях и тысячах кубитов.