印度使用稀释制冷机实现10mk极低温,将用于开发超导量子计算机

技术研究 量科网 2021-06-26 15:40

印度科学教育与研究学院(IISER)的科学家们使用稀释制冷机技术实现了10mk(或-272.99℃)的极低温。另外,印度科学研究所和塔塔基础研究所(TIFR)是印度较早实现这一壮举的研究所。

IISER的副教授Goutam Sheet说:“在微观层面,当一个物体的尺寸非常小时,比如一个电子大小的尺寸,物体的物理特性就会变得‘诡异’。从我们在经典世界的经验来看,无法用我们的常识来解释。我们可以利用量子力学的思想来理解这些特性。”

他补充说:“然而,在实验中对量子效应进行受控研究是非常困难的。实验中的量子信号非常弱,以至于它通常隐藏在热振动的背景中,并且大多无法检测到。因此,极低温环境是探索量子世界的关键。”

有许多不同的方法可以将温度降低。一个例子是我们在家里使用的冰箱,通过氟利昂气体被压缩、循环和减压以达到恒定低温。而科研人员用的稀释制冷机是一种可实现极低温环境进行量子物理研究和实验的工具,它一般使用液态氦气工作。

Sheet教授表示,物理实验中最有效的制冷过程是低温液体的强制蒸发冷却。通过调整环境参数可以提高液体的蒸发速度,从而使液体本身快速冷却。这与一杯热茶放置一段时间后变凉的机制部分相同。稀释制冷机的运行过程也类似,但使用的是稀有气体液氦。

他们的这一壮举将有助于印度研究量子计算机,这种计算机有望比我们使用的工作站强大的多。Sheet说:“我们计划使用稀释制冷机来测试超导量子比特,这是量子计算机的关键组成部分”。

Sheet教授的博士生Soumyadip Halder和Mona Garg与他一起参与了该项目。Halder说:“在不久的将来,我们将开发量子计算机。”(编译:Qtech)