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世界上第一个超导量子热机可以改变量子计算
一台比沙粒还小的机器已将热量转化为接近绝对零的有用功，为通向更强大的量子计算机开辟了一条新途径。阿尔托大学的研究人员在超导电路内建造了第一个循环量子热机。该设备使用量子位（量子信息的基本单位）作为 [...]
来源:SciTech日报一台比沙粒还小的机器已将热量转化为接近绝对零的有用功，为通向更强大的量子计算机开辟了一条新途径。
阿尔托大学的研究人员在超导电路内建造了第一个循环量子热机。该设备使用量子比特（量子信息的基本单位）作为其工作物质，并通过加热、冷却和能量转换反复驱动它。
这项研究由学院教授 Mikko Möttönen 领导，发表在《自然通讯》上。
结果将熟悉的技术带入了陌生的世界。传统的热机通过在冷热环境之间转移能量来为车辆和发电厂提供动力。阿尔托装置遵循相同的基本原理，但它在微观尺度上运行，量子力学决定能量的行为方式。
量子位如何成为引擎
引擎的中心是一个通量可调的传输量子位，连接到谐振器和量子电路制冷机。 Transmons 广泛应用于超导量子计算机，因为它们可以在受微波信号控制的同时存储和处理量子信息。
冰箱扮演着两个相反的角色。研究人员不需要单独的热库和冷库，而是调整单个设备来加热或冷却量子位。然后，他们在精心选择的时刻改变了量子位的能级，完成了量子奥托循环的四个阶段。
奥托循环是最著名的许多汽油发动机背后的热力学过程。然而，在本次实验中，其工作物质并不是气缸内的压缩气体。它是一个在低温电路内交换极少量能量的量子位。
测量热量、功和效率
“我们的量子电路制冷机可以根据需要对量子位进行加热和冷却。使用精心定时的控制脉冲，我们以奥托循环驱动发动机，并在发动机运行时监控量子位状态，”Uusnäkki 解释道。