據(jù)美國《每日科學(xué)》網(wǎng)站23日消息，瑞典哥德堡查爾姆斯理工大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種新型溫度計，借助其可以實現(xiàn)在量子計算過程中，直接以極高的精度簡單、快速地測量溫度。相關(guān)研究成果發(fā)表在《物理評論X》期刊上。

這一新穎的溫度計概念依賴于共振驅(qū)動的量子發(fā)射器的相干散射和非相干散射之間的相互作用。發(fā)射器強耦合到被測波導(dǎo)的末端。而波導(dǎo)中的熱光子會導(dǎo)致連續(xù)記錄的相干散射信號出現(xiàn)可測量的下降。通過這種方式，研究人員就可以讀取微波波導(dǎo)傳播模式中的光子數(shù)——這與溫度相對應(yīng)。其實現(xiàn)方式采用了以千兆赫頻率運行的超導(dǎo)電路，具有簡單、大帶寬、高靈敏度和可忽略不計的功耗等特點。

量子力學(xué)現(xiàn)象，如疊加、糾纏和退相干，不僅對未來的計算意味著一場革命，而且潛在地也意味著熱力學(xué)的一場革命。在納米尺度下工作時，熱力學(xué)定律很可能會發(fā)生某種程度的變化，這種變化未來可能會被利用來生產(chǎn)更強大的發(fā)動機、充電速度更快的電池等。現(xiàn)在，利用新型溫度計，科學(xué)家可測量來自充當(dāng)量子熱機或冰箱的電路對熱微波的散射。

研究人員稱，這一突破為量子計算提供了一個極具價值的基準(zhǔn)工具，并為量子熱力學(xué)領(lǐng)域的實驗打開了新大門。

“我們的溫度計是超導(dǎo)電路，可直接連接到被測波導(dǎo)的末端。它以毫克爾文為單位，可能是世界上最快、最靈敏的溫度計。”助理教授西蒙娜·加斯帕瑞內(nèi)蒂說。

研究人員的目標(biāo)是在2030年之前建造一臺基于超導(dǎo)電路的量子計算機——至少有100個功能良好的量子位，且可以進行正確的計算。它要求處理器的工作溫度接近絕對零度，理想情況下最低可達(dá)10毫開爾文。新的溫度計為研究人員提供了一個重要的工具，用來衡量他們系統(tǒng)的優(yōu)缺點。報道稱這是改進技術(shù)和實現(xiàn)目標(biāo)的必要步驟。

該校微技術(shù)與納米科學(xué)系教授佩爾·德爾辛表示：“一定的溫度與給定的熱光子數(shù)相對應(yīng)，這個數(shù)隨溫度呈指數(shù)下降。如果我們成功地將波導(dǎo)與量子位相遇處的溫度降低到10毫開爾文，我們的量子位出錯的風(fēng)險就會大大降低。”(張佳欣)