摘要：量子计算机需要极端冷却以执行可靠的计算。防止量子计算机进入社会的挑战之一是难以将Qubits冷冻到接近绝对零的温度。现在，研究人员已经设计了一种新型的冰箱，该冰箱可以自主冷却的超导量子台以记录低温，为更可靠的量子计算铺平了道路。...

量子计算机需要极端冷却以执行可靠的计算。防止量子计算机进入社会的挑战之一是难以将Qubits冷冻到接近绝对零的温度。现在，瑞典查尔默斯技术大学的研究人员和美国马里兰州的大学已经设计了一种新型的冰箱，可以自主冷却的超导量子矩阵记录低温，为更可靠的量子计算铺平了道路。

量子计算机有可能在社会各个部门中革新基本技术，并在医学，能源，加密，AI和物流中应用。虽然古典计算机的构建块（位 - 可以取0或1的值，但量子计算机中最常见的构件 - Qubits - Qubits - 可以同时具有0和1的值。该现象称为叠加，这是量子计算机可以执行并行计算的原因之一，从而产生巨大的计算潜力。但是，量子计算机可以在计算上工作的时间仍然受到显着限制，因为它花费了很多时间来纠正错误。

“量子计算机的构建块对环境的环境过敏。即使是极弱的电磁干扰，泄漏到计算机中也可能会随机翻转Qubit的价值，导致错误 - 随后阻碍了量子计算，” Chalmers Technology of Technology of Technology Quantum Technology Aamir Ali说。

演示记录低温

如今，许多量子计算机基于具有零电阻的超导电路，因此可以很好地保留信息。为了使量子位在没有错误的情况下工作，并且在这种系统中更长的时间内需要冷却至接近绝对零的温度，相当于273.15摄氏度的摄氏273.15摄氏度或零开尔文（科学的温度单位）。极端的寒冷使Qubits处于其最低的能量状态，即基态，相当于值0，这是启动计算的先决条件。

当今使用的冷却系统，即所谓的稀释冰箱，将Qubits提升到了绝对零以上的50 millikelvin。系统接近绝对零的接近，进一步冷却就越困难。实际上，根据热力学定律，没有有限的过程可以将任何系统冷却到绝对零。现在，查尔默斯技术大学和马里兰大学的研究人员已经建造了一种新型的量子冰箱，可以补充稀释冰箱，并自主凉爽的超导量子量子以记录低温。量子冰箱在期刊的一篇文章中描述自然物理学。

“量子冰箱基于超导电路，并由环境的热量提供动力。它可以将目标固定器冷却至22 millikelvin，而无需外部控制。这为更可靠和无错误的量子计算铺平了道路，需要更少的硬件过载。”

使用这种方法，我们能够将计算前处于基础状态的概率增加到99.97％，这明显好于以前的技术可以实现的目标，即在99.8％到99.92％之间。这似乎是一个很小的差异。但是，在执行多个计算时，它可以提高量子计算的效率。”

由环境自然而然的动力

冰箱利用不同量子位之间的相互作用，特别是在要冷却的目标量子保持和两个用于冷却的量子位之间的相互作用。在其中一个量子位旁边，一个温暖的环境被设计为热浴。热的热浴为量子冰箱的超导量子台提供了能量，并为量子冰箱提供动力。

“来自热环境的能量，通过量子冰箱的两个量子位引导，将目标Qubit的热量泵入量子冰箱的第二个量子，这是冷的。这种冷值在寒冷的环境中被热烈地倾倒到一个寒冷的环境中，最终倾倒了目标Qubit的热量。”

该系统是自主的，因为它一旦启动，它就会在没有外部控制的情况下运行，并且由两个热浴之间的温度差自然产生的热量提供动力。

“我们的工作可以说是执行实际有用的任务的自主量子热机器的首次演示。我们打算将这项实验作为概念证明，因此，当我们发现机器的性能超过所有现有的重置协议时，我们感到惊喜，最初超过了Qubit以降低Qubit以记录低调，以创纪录低调，” Simone Gasparinetti的作者说：“ CHALETIER ENTICE TREESS ORDISTIAL，CHAL，CHAL，CHAL及其研究员。