Микко Мёттёнен из Университета Аалто в Финляндии и его коллеги построили крошечный нанохолодильник – автономное охлаждающее устройство для квантовой схемы, предназначенное для содержания кубитов при низких температурах.
Вместо работы с битами информации, которая может быть либо 0, либо 1, как в электронных компьютерах, квантовый компьютер полагается на кубиты – квантовый разряд, способный находиться в двух состояниях одновременно, называемых суперпозициями. Кубиты должны быть защищены от всех внешних шумов, чтобы сохранять суперпозицию, а хорошо изолированные кубиты быстро нагреваются.
Команда финских ученых создала схему с энергетическим разрывом на два канала: сверхпроводящую быструю полосу и медленно резистивную дорожку. Только электроны с достаточной энергией могут попасть на сверхпроводящую магистраль, остальные застревают в медленной полосе.
Если какой-нибудь слабый электрон не обладает достаточным количеством энергии, чтобы перейти на быструю магистраль (совершить прыжок), то он может захватить фотон из резонатора, что придаст ему импульс, а резонатор в результате охладится.
Этот процесс также оказывает избирательный охлаждающий эффект и на электроны, более горячие из которых перепрыгивают через промежуток, а более холодные остаются позади. Удаление тепла из квантовой системы происходит по принципу обычного холодильника.