استفاده از تداخل سنجی برای خنک کردن ابزار های کوانتومی

استفاده از تداخل سنجی برای خنک کردن ابزار های کوانتومیReviewed by رضا بیگدلی on Feb 18Rating: 5.0استفاده از تداخل سنجی برای خنک کردن ابزار های کوانتومیاستفاده از تداخل سنجی برای خنک کردن ابزار های کوانتومی

قطعات تشکیل‌دهنده‌ی یک کامپیوتر کوانتومی بسیار حساس بوده و نیازمند سرد شدن تا دما‌ی بسیار پایین هستند. دمای قطعات کامپیوتر به‌دلیل اندازه‌ی کوچک و نویز خود دستگاه و دستگاه‌ها‌ی مجاور و محیط اطراف، مرتبا بالا می‌رود. دکتر شابیر بارزانجه از موسسه‌ی علوم و تکنوولوژی استرالیا به همراه دکتر آندره سورب از دانشگاه مالتا و ماتئو آکوییلینا از مرکز بین المللی مالتا، راه جدیدی برای خنک کردن ابزار‌ها و کامپیوتر‌ها‌ی کوانتومی یافته‌اند. یافته‌ی آنان که فعلا به صورت تئوری بیان شده است، بر مبنای تداخل کوانتومی کار می‌کند.

زمانی که یک جسم گرم‌تر در کنار یک جسم سرد‌تر قرار می‌گیرد، گرما تنها یک راه دارد: این‌که از جسم گرم‌تر به جسم سرد‌تر جریان پیدا کند. اما برای انتقال گرما از یک جسم سرد به محیط اطراف که دما‌ی بالاتری از خود جسم دارد، درست شبیه کاری که در یخچال‌ها‌ی خانگی انجام می‌شود، تکنولوژی و راهکار خاصی لازم است. راه جدیدی برای خنک کردن قطعات تشکیل‌دهنده‌ی یک ابزار کوانتومی، توسط گروهی از فیزیکدانان به‌صورت تئوری طراحی شده است. شابیر بارزانجه، دانشجو‌ی پست دکترا‌ی گروه پژوهشی پروفسور جونز فینک، توضیح داد:

در واقع دستگاهی که طراحی کرده‌ایم شبیه یک یخچال عمل می‌کند. با این تفاوت که در روش ما از اصول مکانیک کوانتومی استفاده می‌شود.

در پژوهش انجام‌شده، چگونگی انتقال نویز گرمایی به ابزار‌ای کوانتومی بررسی شد و راهکار‌ها‌یی برای جلو‌گیری از انتقال و جریان گرما در ابزار‌ها‌ی کوانتومی حساس، طراحی و پیشنهاد شد. راز این پژوهش در حمام گرما نهفته است. منظور از حمام گرما چیست؟ میان وسیله‌ای که باید سرد شود و وسیله‌ای که گرما تولید می‌کند، ابزار سومی قرار می‌گیرد که توانایی ذخیره‌ی گرما را دارد. به این ابزار سوم، حمام گرما گفته می‌شود. این حمام گرما به هر دو ابزار سرد‌تر و گرم‌تر متصل است و جریان گرما را کنترل می‌کند و با استفاده از تداخل کوانتومی، اجازه‌ی رسیدن گرما به ابزار سرد‌تر را نخواهد داد.

شابیر بارزانجه گفت:

تا به حال فیزیکدان‌ها در تلاش بودند که تنها سیگنال‌ها را کنترل کنند. اما کار ما بسیار دشوار‌تر است چرا که ما سعی داریم نویز را کنترل کنیم و نویز برخلاف سیگنال‌ی دیگر، همدوس نیست. ممکن است برای عملی کردن این طرح مشکلاتی از جمله تغییر فاز نویز وجود داشته باشد که کار ما را دشوار می‌کند. همچنین نوسان دستگاه‌ها‌ی مکانیکر نیز می‌تواند مشکل ایجاد کند که فکر می‌کنم با فشار تابش، قابل کنترل باشد. به‌هر حال، اکنون نوبت تجربی کار‌ها است تا این پروژه را عملی کنند.