近日，来自瑞典哥德堡，查尔姆斯理工大学的研究人员开发出一种新型的温度计，可以在高精度的量子计算过程中简单快速地测量温度。这一突破为量子计算的价值提供了基准测试工具，并为量子热力学领域的实验打开了大门。
量子计算机中的关键组件是同轴电缆和波导，它们是引导波形的结构，是量子处理器与控制它的经典电子设备之间至关重要的连接。微波脉冲沿着波导传播到量子处理器，并在此过程中被冷却到极低的温度。波导还可以衰减和过滤脉冲，从而使极其灵敏的量子计算机能够在稳定的量子状态下工作。
为了最大程度地控制这种机制，研究人员需要确保这些波导不会由于电子在其发送的脉冲之上的热运动而携带噪声。也就是说，在尽可能低的温度下工作可最大程度地降低在量子位中引入误差的风险。
到目前为止，研究人员只能以相对较大的延迟间接测量该温度。现在，借借助这项最新研究制备的新型温度计，可以在波导的接收端直接测量极低的温度。测量的精度非常准确，并且具有极高的时间分辨率。
“我们的温度计是超导电路，直接连接到被测波导的末端。它可能是世界上最快且最灵敏的温度计，达到毫克温标。”查尔默斯理工大学量子技术实验室助理教授西蒙娜·加斯帕里内蒂（Simone Gasparinetti）说。
对于需要能够保证其组件质量的供应商（例如用于处理低至量子态信号的电缆），准确的温度测量也是必需的。
诸如叠加，纠缠和退相干之类的量子力学现象不仅意味着未来计算的革命，而且也意味着热力学的革命。热力学定律很可能会在纳米级工作时以某种方式发生变化，这种方式有一天可能会被用来生产功能更强大的发动机，更快的充电电池等。
新的温度计可以例如测量来自充当量子热机或制冷机的电路的热微波的散射。“标准温度计是发展经典热力学的基础。我们希望将来，我们的温度计能够被视为发展量子热力学的关键。”查尔默斯理工大学微技术与纳米科学系博士生Marco Scigliuzzo说。
参考资料：
https://scitechdaily.com/new-superconducting-thermometer-can-accelerate-quantum-computer-development/
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