Ученые разработали «суперхолодильник» Goldeneye для охлаждения квантовых компьютеров

Фотонные эксперименты и компьютеры обычно необходимо запускать и поддерживать при криогенных температурах всего на долю градуса выше абсолютного нуля, когда атомы почти не имеют энергии.

Поддерживать оборудование в таком холодном состоянии - задача не из легких, поэтому IBM сейчас разработала прототип новой системы охлаждения. Goldeneye - это так называемый холодильник для разбавления, в котором используется смесь гелия-3 и гелия-4 для охлаждения содержимого до температуры в Милликельвине или тысячных долей градуса выше абсолютного нуля.

Но Goldeneye был разработан для устранения ряда недостатков в существующих холодильниках. Для начала, он содержит экспериментальный объем 1,7 м³, что в два-три раза больше, чем предыдущие. Он модульный и имеет конструкцию раскладушки, которая позволяет внешней вакуумной камере открываться вбок, чтобы ученые могли легко получить доступ к внутреннему оборудованию.

Он может быть оснащен различными установками, которые охлаждаются до разных температур, а его вес в 6,7 тонны помогает гасить вибрации, которые могут мешать работе оборудования quantum. Важно отметить, что он занимает всего одну десятую площади существующих холодильников для разбавления эквивалентной мощности. Все это упрощение означает, что им могут управлять и гораздо меньшие группы ученых.

В ходе испытаний Goldeneye смог остыть всего до 25 мК, что в 1000 раз холоднее средней температуры космоса. Когда команда IBM поместила внутрь квантовый чип и охладила его, они смогли достичь времени когерентности – как долго кубиты сохраняют свою информацию – около 450 микросекунд. Может показаться, что это не так уж много, но это наравне с существующими холодильниками для разбавления.

Как бы многообещающе ни звучал Goldeneye, IBM заявляет, что он, вероятно, не будет использоваться в его нынешнем виде для охлаждения квантовых компьютеров. Но протестированные концепции будут использованы для разработки следующих поколений систем охлаждения.