美国研发自动运行量子冰箱：可在10微开尔文低温下运行

近日，美国国家标准与技术研究院（NIST）与瑞典查尔姆斯理工大学合作，研发出一种新型量子冰箱。这种设备能有效冷却量子比特，并为量子计算创造一个清洁的工作环境。

该装置利用热量驱动，能够将目标量子比特自动冷却至接近绝对零度的极低温度，从而减少了计算错误，并提高了量子计算的可靠性。为了恢复或重置超导量子比特，通常需要将其冷却至接近绝对零度。传统上，最佳重置温度可以达到40-49毫开尔文（mK）。然而，这项新研究实现了更好的成绩：将量子比特冷却至22mK（微开尔文），显著减少了初始错误，并为后续计算过程节省了大量纠错工作量。

该研究基于超导电路设计而成，并由三个组件组成：一个“热”量子比特提供能量；一个“冷”量子比特承担散热功能；以及一个需要被冷却的目标量子比特。研究人员发现，在实际应用中，“黑板”（计算阶段）上的“热”和“冷”两部分可以形成一个自运行、自动化且资源消耗低的系统来维持计算能力。

这一突破解决了量子计算领域的一大难题——保持量子比特的稳定性。通过有效降低温度，量子“冰箱”最大限度地减少了外界对量子比特的干扰，从而降低了计算错误率，并为构建更可靠的量子计算机奠定了基础。