新型高精度温度计可为量子计算机快速测量温度

3月24日电 据美国《每日科学》网站23日消息，瑞典哥德堡查尔莫斯理工大学的研究人员研制出一种新型温度计，利用这种温度计，可以在量子计算过程中以极高的精度简单快速地测量温度。相关研究成果发表在《物理评论X》期刊上。

这种新颖的温度计概念依赖于共振驱动的量子发射器的相干散射和非相干散射之间的相互作用。发射器与被测波导管的末端紧密耦合。然而，波导中的热光子将导致连续记录的相干散射信号显著下降。这样，研究人员就可以读出微波波导传播模式中对应于温度的光子数——。其实现方式采用千兆赫频率运行的超导电路，具有简单、带宽大、灵敏度高、功耗可忽略不计的特点。

量子力学现象，如叠加、纠缠和退相干，不仅意味着未来计算的革命，也可能是热力学的革命。在纳米尺度下工作时，热力学定律可能会发生一定程度的变化，未来可能会用来生产更大功率、充电速度更快的发动机和电池。现在，有了新的温度计，科学家们可以测量热微波从充当量子热机或冰箱的电路中的散射。

据研究人员称，这一突破为量子计算提供了一个有价值的基准工具，并为量子热力学领域的实验打开了一扇新的大门。

“我们的温度计是超导电路，可以直接连接到被测波导的末端。它的计量单位是毫克文儿，可能是世界上最快、最灵敏的温度计。”助理教授新美乐股份公司加斯帕里内蒂说。

研究人员的目标是到2030年建立一个基于超导电路的量子计算机——，它至少有100个功能良好的量子位，可以进行正确的计算。它要求处理器的工作温度接近绝对零度，理想情况下可以低至10毫开尔文。新的温度计为研究人员提供了一个重要的工具来衡量他们系统的优缺点。报告说，这是改进技术和实现目标的必要步骤。

微技术和纳米科学系教授佩尔德尔辛(Pell Delsin)说：“某一温度对应于给定数量的热光子，该数量随温度呈指数下降。如果我们成功地将波导与量子位相遇的温度降低到10毫开尔文，我们的量子位出错的风险将大大降低。”