瑞典哥德堡查爾莫斯理工大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)了一種新型溫度計(jì)，可以在量子計(jì)算過(guò)程中以極高的精度簡(jiǎn)單快速地測(cè)量溫度。這一突破為極具價(jià)值的量子計(jì)算提供了一個(gè)重要工具，并為量子熱力學(xué)這一激動(dòng)人心的領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)開(kāi)辟了道路。
量子計(jì)算機(jī)的一個(gè)關(guān)鍵組件是同軸電纜和波導(dǎo)(引導(dǎo)波形的結(jié)構(gòu))，這是量子處理器和控制它的經(jīng)典電子設(shè)備之間的重要連接。微波脈沖沿著波導(dǎo)傳播到量子處理器，并在傳播過(guò)程中被冷卻到極低的溫度。波導(dǎo)管還衰減和過(guò)濾脈沖，使極其敏感的量子計(jì)算機(jī)能夠在穩(wěn)定的量子狀態(tài)下工作。
為了對(duì)這種機(jī)制進(jìn)行最大限度的控制，研究人員需要確保這些波導(dǎo)不會(huì)因?yàn)樗鼈儼l(fā)送的脈沖上的電子熱運(yùn)動(dòng)而攜帶噪聲。換句話說(shuō)，必須測(cè)量微波波導(dǎo)管冷端的電磁場(chǎng)溫度，這是控制脈沖被傳送到計(jì)算機(jī)量子位的點(diǎn)。在盡可能低的溫度下工作可以將量子位發(fā)生錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)降至最低。
研究人員表示，這種新的溫度計(jì)是一個(gè)超導(dǎo)電路，直接連接到被測(cè)波導(dǎo)管的末端，其可能是世界上為此目的在毫開(kāi)爾文范圍內(nèi)最快、最靈敏的溫度計(jì)，可以在波導(dǎo)的接收端直接測(cè)量非常低的溫度，其精確度和時(shí)間分辨率極高。
標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)是發(fā)展經(jīng)典熱力學(xué)的基礎(chǔ)。而研究人員則希望“在未來(lái)，(新)溫度計(jì)會(huì)被視為發(fā)展量子熱力學(xué)的關(guān)鍵。”
