Всем известно, что современные компьютеры очень мощные, а потому требуют качественного охлаждения: вентиляторы, радиаторы и системы жидкостного охлаждения позволяют сохранять приемлемую температуру для правильной работы компьютерных компонентов. Однако как быть с системами охлаждения для компьютеров будущего, тех, которые будут работать на принципах квантовой физики?

К счастью, помимо собственно разработки самих квантовых компьютеров, исследователи этого направления не забывают и об одной очень важной детали — о разработке способов их охлаждения.

В настоящий момент созданные квантовые компьютеры работают при очень низких температурах, чтобы минимизировать шум и воздействие внешних факторов, которые могут помешать их работе. И хотя сегодня такой подход кажется наиболее удачным, исследователи уже понимают, что нынешние системы охлаждения, которые используются квантовыми компьютерами, не являются панацеей, так как в большинстве случаев размер систем охлаждения оказывается неоправданно большим. При охлаждении квантового компьютера здесь не подойдет обычный кулер или система жидкостного охлаждения, так как такие системы не будут справляться с поставленной задачей.

Питер Налбах, физик-теоретик из Гамбургского университета (Германия) опубликовал работу, в которой он описывает идею системы охлаждения квантовых компьютеров, которая может решить сложившуюся проблему. По его мнению, такая система будет способна снизить текущую температуру квантовых точек (квантовых битов, или кубитов) в квантовом компьютере наполовину.

Как он собирается это сделать? Представьте себе квантовый бит (кубит), занимающийся своими «квантовыми делами» и становящийся от этого теплее. Налбах разработал систему охлаждения, которая помещает крошечный электромагнитный зубец по обеим сторонам квантовой точки (кубита). Между ними проходит поток электронов, которые соприкасаются с кубитом.

Один зубец производит электроны, вращающиеся в одном направлении, другой зубец, в свою очередь, будет притягивать только электроны, вращающиеся в противоположном направлении. Электроны, выпущенные первым зубцом, будут притягиваться вторым зубцом, но при этом им придется менять направление вращения. Когда они будут это делать, им придется забирать некоторую долю энергии из выделяемого кубитом тепла, через который они будут проходить. В итоге получается, что электроны вместе с получаемой энергией будут отводить тепло от кубита.

И хотя эта идея системы охлаждения, действительно, может показаться интересной, здесь есть один нюанс. Фактическая конструкция и дизайн квантового компьютера по-прежнему находятся лишь на ранних этапах своего определения, поэтому пока неясно, действительно ли подобная модель охлаждения окажется полезной и уместной.