Home » По мере того как американо-китайская технологическая война накаляется, ученые находят новый материал для охлаждения квантовых компьютеров

По мере того как американо-китайская технологическая война накаляется, ученые находят новый материал для охлаждения квантовых компьютеров

Жидкий гелий – благодаря криогенной технологии – уже почти столетие используется в качестве охлаждающей жидкости в исследованиях и приложениях, требующих экстремального холода, от медицинского оборудования до исследования дальнего космоса.

Но гелий — дефицитный ресурс, и спрос на его использование в высокотехнологичных отраслях растет. Это особенно верно для гелия-3, редкого изотопа, который более эффективен в качестве теплоносителя в экстремальных условиях и в основном образуется в результате старения ядерных боеголовок.

Что такое квантовые вычисления и как они работают?

Движимая необходимостью найти альтернативу системе охлаждения на основе гелия, международная группа, возглавляемая исследователями из лаборатории Китайской академии наук в Пекине, приступила к поиску твердого материала, который мог бы добиться больших энергетических изменений, изменив свое состояние.

После многих лет экспериментов они обнаружили квантовый магнитный материал на основе кобальта, который является «сверхтвёрдым» — то есть имеет твёрдую структуру, но при этом ведёт себя как жидкость.

Но ученые заявили, что также наблюдалось охлаждение до температуры ниже 1 Кельвина, и потенциально его можно использовать для достижения сверхнизких температур.

Согласно третьему началу термодинамики самая низкая возможная температура в физике составляет минус 273 градуса Цельсия, или 0 Кельвинов (минус 459 градусов по Фаренгейту). Физики определяют сверхнизкие температуры как диапазон от 0 до 4,2 Кельвина, и именно этот диапазон необходим для разработки передовых технологий, в том числе в области квантовых вычислений.

«Это действительно новый рубеж», — сказал Сунь Пейцзе, профессор Пекинской национальной лаборатории физики конденсированного состояния при CAS и соавтор исследования.

Он сказал, что ученые только в последние годы увидели потенциал использования твердого тела для достижения сверхнизких температур, и это исследование проводилось лишь небольшим количеством ученых по всему миру.

Read more:  Ким Кардашьян судится с мужчиной, подарившим ей кольцо

«Топ-список пользователей США» после того, как современный квантовый компьютер Китая стал глобальным

Результаты команды были опубликованы в рецензируемом журнале Nature 11 января. Исследование проводилось учеными из таких институтов, как лаборатория CAS, Школа физики Университета Бэйхан и Юлихский центр нейтронной науки Института Лауэ-Ланжевена во Франции.

«Это исследование показывает, что теоретически мы можем достичь чрезвычайно низких температур, не полагаясь на гелий», — сказал Сан.

Нехватка гелия, особенно гелия-3, является проблемой для Китая, который стремится развивать квантовые технологии.

В 2022 году 94 процента гелия в Китай было импортировано – большая часть из Катара, за ним следовали США и Австралия.

По словам Суня, Китай «вообще не имеет гелия-3 и почти всегда зависит от России и США» в плане изотопа.

Но он сказал, что прогресс исследовательской группы не следует переоценивать, и что они пока не могут заменить гелий. Он сказал, что работа все еще находится на ранней стадии, и у материала есть ограничения, в том числе то, что его придется использовать в среде, где температура уже составляет около 4 Кельвинов.

Китайский квантовый компьютер Origin Wukong. Страна вложила ресурсы в квантовые технологии. Фото: система видеонаблюдения

Большинство квантовых машин, от компьютеров до спутников, используют базовые единицы информации, называемые кубитами или квантовыми битами, — подобно цифровым битам, используемым в обычных вычислениях. Но кубиты чувствительны и легко повреждаются под действием тепла, поэтому их необходимо хранить при чрезвычайно низких температурах, близких к 0 Кельвинов.

«Все квантовые технологии, включая квантовую связь и квантовые вычисления, почти всегда требуют ультрахолодной среды», — сказал Сан.

Создать такую ​​среду можно только с помощью холодильника для разбавления – оборудования, которое Китаю в последние годы было труднее получить из-за границы, по словам Сана. Он сказал, что это «серьезно задушило развитие квантовых технологий Китая».

Read more:  Alliance Alive HD Remastered, выпущена мобильная версия

Испытания под руководством Китая вызывают сомнения относительно американского сверхпроводника «комнатной температуры»

Пекин сделал своим национальным приоритетом поддержку китайского производства этой ключевой технологии, и в это уже вложены значительные инвестиции. Согласно сообщению, опубликованному в официальной газете Science and Technology Daily, в октябре Origin Quantum стала последней китайской компанией, объявившей о выпуске холодильника для разбавления.

Сан сказал, что команда разработала устройства для повторения и применения своих экспериментов в определенных средах, но отметил, что предстоит пройти еще долгий путь и преодолеть инженерные проблемы, прежде чем это сможет найти широкое применение.

Он сказал, что исследование также может стать отправной точкой для дальнейшего обсуждения и исследований в области фундаментальной физики.

«На протяжении полувека считалось, что сверхтвердые тела существуют, и теперь мы каким-то образом подтвердили это», — сказал Сан. «Ученых может вдохновить поиск новых доказательств в других материалах, что в конечном итоге может продвинуть физику вперед».

2024-01-24 03:00:09


1706069665
#По #мере #того #как #американокитайская #технологическая #война #накаляется #ученые #находят #новый #материал #для #охлаждения #квантовых #компьютеров

Leave a Comment

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.