Финские ученые создали первый квантовый тепловой двигатель: он может сделать будущие квантовые компьютеры дешевле

Исследователи из Университета Аалто впервые запустили циклический тепловой двигатель внутри сверхпроводящей цепи. Разработка использует тепло квантового холодильника для выполнения полезной работы и в будущем может заметно упростить архитектуру масштабных квантовых компьютеров.

Финские ученые создали первый квантовый тепловой двигатель: он может сделать будущие квантовые компьютеры дешевле

Ученые из Университета Аалто в Финляндии продемонстрировали первый в мире циклический квантовый тепловой двигатель, работающий внутри сверхпроводящей цепи. Устройство использует крайне небольшое количество тепла, получаемого от квантового холодильника, преобразуя его в полезную работу. По мнению авторов исследования, технология способна стать важным шагом на пути к созданию более доступных и масштабируемых квантовых компьютеров.

Сегодня для работы квантовых вычислительных систем требуются тысячи дорогостоящих микроволновых кабелей, соединяющих кубиты с управляющей электроникой. В перспективных системах с сотнями тысяч физических кубитов их количество может исчисляться миллионами, что существенно увеличивает стоимость оборудования и одновременно создает дополнительные источники шума, снижающие стабильность вычислений.

Чтобы решить эту проблему, исследователи предложили использовать автономные квантовые устройства, которым не потребуется постоянное управление через внешние кабели. Основой такого подхода стал миниатюрный тепловой двигатель, построенный на базе трансмонного кубита, сверхпроводящего резонатора и квантового холодильника. Устройство работает по циклу Отто — тому же термодинамическому принципу, который используется в автомобильных двигателях, но реализованному на квантовом уровне при температурах, близких к абсолютному нулю.

Во время эксперимента ученые показали, что квантовый холодильник способен не только охлаждать, но и нагревать кубит, создавая необходимые условия для работы двигателя. Это позволило управлять потоком тепла внутри сверхпроводящей схемы и подтвердить возможность выполнения измеримой полезной работы в квантовом масштабе.

Авторы исследования считают, что в будущем подобные автономные устройства смогут выполнять отдельные операции с кубитами без использования большого количества микроволновых линий управления. Такой подход не только снизит стоимость квантовых компьютеров, но и поможет сделать их более компактными, надежными и проще в масштабировании до систем с тысячами логических кубитов.

Читайте также

Greenworks представила компактный гайковёрт IW3450 с крутящим моментом до 580 Нм

Greenworks представила компактный гайковёрт IW3450 с крутящим моментом до 580 Нм

Нейросеть обучили слушать города и распознавать источники шума

Нейросеть обучили слушать города и распознавать источники шума

Телевизоры Samsung заподозрили в слежке за пользователями через микрофоны и скриншоты

Телевизоры Samsung заподозрили в слежке за пользователями через микрофоны и скриншоты

Учёные научились передавать запахи через интернет с помощью искусственного интеллекта

Учёные научились передавать запахи через интернет с помощью искусственного интеллекта

Российский композит ускорит регенерацию тканей

Российский композит ускорит регенерацию тканей

Петербургские ученые придумали «мосты» между разными поколениями техники

Петербургские ученые придумали «мосты» между разными поколениями техники

МАИ разработал технологию облегчения самолетов на 25%

МАИ разработал технологию облегчения самолетов на 25%

Ошибка в цифровых сертификатах поставила под угрозу безопасность миллионов устройств

Ошибка в цифровых сертификатах поставила под угрозу безопасность миллионов устройств

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Почему электромобилям не нужна коробка передач — и зачем Porsche все-таки ее использует?

Почему электромобилям не нужна коробка передач — и зачем Porsche все-таки ее использует?

Восьминогий робот имитирует механику движения паука

Восьминогий робот имитирует механику движения паука

Самарские студенты создадут рой пикоспутников на орбите без топлива

Самарские студенты создадут рой пикоспутников на орбите без топлива

Метод шифрования данных «назад во времени» основан на теории хаоса

Метод шифрования данных «назад во времени» основан на теории хаоса

На PlayStation 5 научились запускать игры из Steam — даже Cyberpunk 2077 и GTA

На PlayStation 5 научились запускать игры из Steam — даже Cyberpunk 2077 и GTA