Исследователи из Технологического университета Чалмерса в Швеции разработали инновационный способ управления теплом и энергией в квантовых компьютерах, используя привычный для системы шум в свою пользу. Результаты работы опубликованы в Nature Communications.
Современные квантовые компьютеры требуют экстремально низких температур, близких к абсолютному нулю (-273 °C), чтобы электроны внутри сверхпроводящих кубитов могли свободно перемещаться и формировать стабильные квантовые состояния. Малейшие колебания окружающей среды или шум от систем охлаждения способны разрушить информацию, что делает контроль за энергией и теплом критически важным.
Шведские ученые создали квантовый «холодильник» на основе броуновского охлаждения. В его основе — искусственно сконструированная молекула из микроскопических сверхпроводящих цепей, подключенная к микроволновым каналам. Специально подобранные шумовые сигналы позволяют точно управлять движением тепла и энергии внутри системы, превращая хаотичные колебания в полезный механизм охлаждения.
«Наши эксперименты показывают, что при правильной настройке шум можно использовать для контроля тепловых процессов. Это открывает путь к более надежным и стабильным квантовым технологиям», — объясняет Аамир Али, соавтор исследования.
Метод может ускорить развитие квантовых вычислений, повысить эффективность диагностики заболеваний, оптимизировать транспортные системы и обеспечить новые подходы к безопасности коммуникаций и созданию материалов будущего.