瑞典哥德堡查爾莫斯理工大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種新型溫度計，可以在量子計算過程中以極高的精度簡單快速地測量溫度。這一突破為極具價值的量子計算提供了一個重要工具，并為量子熱力學(xué)這一激動人心的領(lǐng)域的實驗開辟了道路。
量子計算機的一個關(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，并在傳播過程中被冷卻到極低的溫度。波導(dǎo)管還衰減和過濾脈沖，使極其敏感的量子計算機能夠在穩(wěn)定的量子狀態(tài)下工作。
為了對這種機制進行最大限度的控制，研究人員需要確保這些波導(dǎo)不會因為它們發(fā)送的脈沖上的電子熱運動而攜帶噪聲。換句話說，必須測量微波波導(dǎo)管冷端的電磁場溫度，這是控制脈沖被傳送到計算機量子位的點。在盡可能低的溫度下工作可以將量子位發(fā)生錯誤的風(fēng)險降至最低。
研究人員表示，這種新的溫度計是一個超導(dǎo)電路，直接連接到被測波導(dǎo)管的末端，其可能是世界上為此目的在毫開爾文范圍內(nèi)最快、最靈敏的溫度計，可以在波導(dǎo)的接收端直接測量非常低的溫度，其精確度和時間分辨率極高。
標(biāo)準(zhǔn)溫度計是發(fā)展經(jīng)典熱力學(xué)的基礎(chǔ)。而研究人員則希望“在未來，(新)溫度計會被視為發(fā)展量子熱力學(xué)的關(guān)鍵。”
