摘要：工程师创建了一种可以在低于外层空间的温度下有效将热量转换为电压的设备。这项创新可以帮助克服量子计算技术发展的重要障碍，量子计算技术需要极低的温度才能发挥最佳作用。...

为了执行量子计算，必须将量子位（Qubits）冷却至Millikelvin范围内的温度（接近-273摄氏摄氏度），以减慢原子运动并最大程度地减少噪声。但是，用于管理这些量子电路的电子设备会产生热量，在这种低温下很难去除。因此，大多数当前技术必须将量子电路与其电子组件分开，从而导致噪声和效率低下，从而阻碍实现实验室以外的较大量子系统的实现。

EPFL的纳米级电子和结构实验室的研究人员（由安德拉斯·基斯（Andras KIS）领导的工程学院领导的纳米级电子和结构（车道）现在制造了一种设备，该设备不仅在极低的温度下运行，而且在效率下与当前技术相当。

Lanes Phd Student Gabriele Pasquale说：“我们是第一个创建与当前技术的转换效率相匹配的设备，但是在量子系统所需的低磁场和超低温度下运行。这项工作确实是向前迈出的一步。”

创新装置将石墨烯与硒化酰胺的半导体特性相结合。只有少数原子厚，它作为二维对象的表现，这种新颖的材料和结构的组合产生了前所未有的性能。这项成就已在自然纳米技术。

利用恩恩斯特影响

该设备利用了Nernst效果：一种复杂的热电现象，当磁场垂直于温度变化的物体时，该现象会产生电压。实验室设备的二维性质使该机制的效率可以电控制。

2D结构是在EPFL微型技术中心和车道实验室制造的。实验涉及使用激光作为热源，而专门的稀释冰箱达到100 millikelvin，温度甚至比外层空间冷。在如此低温下将热量转换为电压通常极具挑战性，但是新型设备及其对Nernst效果的利用使得这使得这是可能的，从而填补了量子技术的关键空白。

Pasquale说：“如果您在寒冷的办公室里想到笔记本电脑，那么笔记本电脑仍将在运行时加热，从而导致房间的温度升高。在量子计算系统中，目前没有任何机制可以防止这种热量干扰Qubits。我们的设备可以提供必要的冷却，” Pasquale说。

Pasquale是训练的物理学家，强调这项研究很重要，因为它在低温下阐明了热电转换的阐明 - 到目前为止，这是一种尚未置换的现象。鉴于高转换效率以及潜在的可制造电子组件的使用，车道团队还认为它们的设备已经可以集成到现有的低温量子电路中。

Pasquale说：“这些发现代表了纳米技术方面的重大进步，并有望开发在Millikelvin温度下对量子计算至关重要的先进冷却技术。” “我们认为，这一成就可以彻底改变未来技术的冷却系统。”