دانشمندان در دستاوردی پیشگامانه موفق به طراحی و ساخت نخستین موتور گرمایی کوانتومی ابررسانا در جهان شدهاند. این موتور کوچک که به صورت چرخهای عمل میکند، قادر است گرما را در دماهای نزدیک به صفر مطلق به کار مفید تبدیل کند. این موفقیت علمی میتواند تحولی بنیادین در معماری رایانههای کوانتومی ایجاد کرده و راه را برای ساخت سیستمهای بسیار بزرگتر و کارآمدتر باز کند.
موتورهای گرمایی سنتی که در دنیای ماکرو شناخته شدهاند، با استفاده از اختلاف دما میان دو منبع، انرژی حرارتی را به حرکت مکانیکی تبدیل میکنند. در مقیاس کوانتومی، این فرآیند با چالشهای فیزیکی پیچیدهای همراه است. با این حال، پژوهشگران با بهرهگیری از خواص ابررسانایی، توانستهاند یک سیستم چرخهای ایجاد کنند که قوانین ترمودینامیک را در ابعاد نانو و در محیطهای فوق سرد پیادهسازی میکند.
یکی از مهمترین کاربردهای این فناوری، حل یکی از بزرگترین موانع در مسیر توسعه رایانههای کوانتومی است. در حال حاضر، رایانههای کوانتومی برای کنترل کیوبیتها به تعداد بسیار زیادی کابل مایکروویو نیاز دارند که از دمای اتاق به داخل یخچالهای فوق سرد کشیده میشوند. این کابلها نه تنها هزینههای ساخت را به شدت افزایش میدهند، بلکه منبع اصلی نویز و تداخل حرارتی هستند که پایداری کیوبیتها را به خطر میاندازد.
نسخههای آینده این موتور کوانتومی میتوانند به صورت خودکار در داخل سیستمهای کوانتومی عمل کنند. با جایگزینی یا کاهش نیاز به کابلهای خارجی، این موتورها میتوانند به طور قابل توجهی نویز محیطی را کاهش داده و امکان مقیاسپذیری رایانههای کوانتومی را به سطوح بسیار بالاتری برسانند. این فناوری به عنوان یک زیرسیستم داخلی، میتواند انرژی لازم برای عملیاتهای کوانتومی را به صورت محلی تأمین کند.
این پژوهش نشان میدهد که چگونه مفاهیم کلاسیک ترمودینامیک میتوانند در دنیای مکانیک کوانتومی بازتعریف شوند. محققان امیدوارند با بهینهسازی این موتور، بتوانند کارایی آن را در چرخههای متوالی افزایش داده و پایداری آن را برای استفاده در پردازشگرهای کوانتومی تجاری تضمین کنند. این دستاورد، گامی حیاتی در جهت غلبه بر محدودیتهای سختافزاری فعلی در حوزه محاسبات کوانتومی محسوب میشود.
شمـا اولیـن نفـر هستـید کـه نظـر خـود را ثبـت مـی کنیـد.
🗩ثبـت نظر: