Группа исследователей разработала холодильник, который может изменить квантовые вычисления, сократив время, необходимое для подготовки экспериментов, и количество необходимой для этого энергии.
Для тех, кто спешит:
- Достижение абсолютного нуля или очень близкого к нему необходимо для правильного функционирования квантовых компьютеров;
- Однако современные холодильные системы не так эффективны, а также медленны;
- Новое оборудование улучшило существующую систему, сделав ее намного быстрее и энергоэффективнее.
В астрономии и квантовых вычислениях иногда необходимо генерировать температуры, близкие к абсолютному нулю. Эти температуры защищают чувствительное оборудование от помех, но современное оборудование работает медленно и неэффективно.
Однако исследователи из Национального института стандартов и технологий (NIST) разработали новый прототип холодильника, который может достичь абсолютного нуля быстрее и эффективнее. Подробности об оборудовании были описаны в статье, опубликованной в журнале. Природные коммуникациикоторый отметил, что его использование позволяет сэкономить до 27 миллионов ватт энергии и около 30 миллионов долларов.
Читать далее:
Более эффективный холодильник
В настоящее время холодильники работают по системе испарения и конденсации, так что жидкий хладагент при низком давлении испаряется, поглощая тепло для снижения температуры, после чего жидкость проходит через компрессор для конденсации, излучая тепло в заднюю часть холодильника.
Для исследований используются холодильники с импульсной трубкой (ПТР), в которых в аналогичном процессе используется газообразный гелий, который гораздо лучше поглощает тепло, но очень дорог и трудоемок, поскольку пока ПТР охлаждаются, их эффективность снижается. Но команда обнаружила, что если бы конструкция PTR была изменена, гелий можно было бы использовать лучше. Вместо того, чтобы весь гелий направлялся в контур конденсации, часть его направляется в предохранительный клапан.
Таким образом, температура может достичь абсолютного нуля быстрее, без каких-либо небольших колебаний тепловой энергии.
Исследователи отмечают, что вскоре могут быть разработаны более эффективные методы охлаждения, что может привести к более быстрым инновациям в области квантовых вычислений. Кроме того, команда также работала с партнером над коммерческим запуском нового холодильника.