Theoretische natuurkundigen stellen voor om negatieve interferentie te gebruiken om de warmtestroom in kwantumapparaten te regelen. Hun studie is gepubliceerd in Fysieke beoordelingsbrieven .

Quantumcomputeronderdelen zijn gevoelig en moeten tot zeer lage temperaturen worden gekoeld. Door hun grootte zijn ze bijzonder gevoelig voor temperatuurstijgingen door het thermische geluid in de omgeving en dat veroorzaakt door andere componenten in de buurt. Dr. Shabir Barzanjeh, een postdoc aan het Institute of Science and Technology Austria (IST Oostenrijk), heeft samen met Dr. André Xuereb van de Universiteit van Malta en Matteo Aquilina van het National Aerospace Centre in Malta een nieuwe methode voorgesteld om kwantumapparaten koel te houden. Hun theoretische benadering is gebaseerd op kwantuminterferentie.

Normaal gesproken, als een heter object naast een koeler object wordt geplaatst, de warmte kan alleen van het warmere object naar het koelere stromen. Daarom, het koelen van een object dat al koeler is dan zijn omgeving kost energie. Een nieuwe methode om de elementen van kwantumapparaten zoals qubits, de kleine bouwstenen van kwantumcomputers, werd nu theoretisch bewezen te werken door een groep natuurkundigen.

"Eigenlijk, het apparaat dat we voorstellen werkt als een koelkast. Maar hier, we gebruiken een kwantummechanisch principe om het te realiseren, " legt Shabir Barzanjeh uit, de hoofdauteur van de studie en postdoc in de onderzoeksgroep van professor Johannes Fink. In hun krant ze onderzochten hoe thermische ruis door kwantumapparaten stroomt en bedachten een methode die kan voorkomen dat de warmtestroom het gevoelige kwantumapparaat opwarmt. Ze gebruikten een koellichaam dat op beide apparaten was aangesloten, waaruit blijkt dat het mogelijk is om de warmtestroom zo te regelen dat het de warmte die van het warme object rechtstreeks naar het koele object komt, via speciale kwantuminterferentie annuleert.

"Tot dusver, onderzoekers hebben zich gericht op het beheersen van het signaal, maar hier, we bestuderen het geluid. Dit is heel anders, omdat een signaal coherent is, en de ruis niet." Wat betreft de praktische implementatie van het mechanisme dat de faseverschuiving toevoegt aan de thermische ruis, Shabir Barzanjeh heeft enkele ideeën, inclusief een mechanisch object dat trilt, of stralingsdruk om de oscillatie te regelen. "Nu is het tijd voor experimentatoren om de theorie te verifiëren, " hij zegt.