Сегодня 19 апреля 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Разработан термоэмиссионный кулер для чипов — он поможет в создании квантовых компьютеров будущего

Исследовательская группа финского центра технических исследований VTT разработала устройство, которое позволяет осуществлять охлаждение полностью электронным способом, потенциально сокращая затраты на охлаждение квантовых компьютеров в десять раз. Уже в ходе экспериментов разработанная технология позволила снизить температуру на 40 %. Эти исследования могут существенно упростить создание энергоэффективных и производительных квантовых компьютеров.

 Источник изображения: Quantware

Источник изображения: Quantware

Многие квантовые компьютеры используют трансмоны, сверхпроводящие кубиты для выполнения полезной вычислительной работы. Именно такую технологию выбрали многие компании, занимающиеся квантовым прогрессом, такие как IBM, Google, Amazon и другие. Для функционирования этих сверхпроводящих кубитов требуются температуры, близкие к абсолютному нулю. Необходимость смешивания различных изотопов гелия для достижения идеальных рабочих температур усложняет задачу.

Одним из фундаментальных ограничений любых высокоуровневых вычислений является способность отводить генерируемое в процессе тепло. Нагрев — одна из самых сложных инженерных проблем в современных вычислительных системах. Но квантовые компьютеры ещё более требовательны к охлаждению, чем традиционная электроника: они чувствительнее к внешнему вмешательству и менее устойчивы к различным типам помех. Поэтому требуются новые методы, позволяющие обеспечить более простое и эффективное охлаждение. До сих пор большинство систем охлаждения были основаны на отводе теплоносителя (например, воды или воздуха) от источника тепла.

Учёные из VTT разработали термоэлектронное устройство, которое отводит тепло в виде высвобождаемых электронов. Перенос энергии при прохождении электрического тока в месте контакта (спая) двух разнородных проводников известен с 1834 года под названием эффекта Пельтье. Исследователи ожидают, что применённый ими подход к использованию этого эффекта сможет обеспечить охлаждение электронных компонентов до температур в диапазоне от 1,5 К до 0,1 К.

Слои материалов накладываются друг на друга и соединяются туннельными переходами, через которые проходит электрический ток, что приводит к последовательному отводу тепла от слоя к слою. Самая низкая температура достигается на самом верхнем слое — чипе, который используется для вычислений.

 Источник изображения: VTT

Источник изображения: VTT

Одна из проблем термоэмиссионных охладителей заключается в том, что помимо электронов другие частицы также взаимодействуют друг с другом и нередко охлаждение, достигнутое за счёт отведения электронов, теряется в результате «возвращения» тепла другими частицами при их взаимодействии с охлаждённым материалом. Этот процесс известен как «обратное рассеяние». Как утверждается, преимущество нового термоэлектронного устройства состоит в том, что оно способно блокировать возвращающиеся частицы от взаимодействия с ранее охлаждённой поверхностью и, соответственно, её нагрева.

Разработчики утверждают, что их разработка позволит создать сравнительно дешёвые и компактные устройства охлаждения, превосходящие классические жидкостные системы отвода тепла. «Наша технология может помочь отрасли уменьшить общий размер квантовой компьютерной системы», — уверены исследователи.

Эта технология пока находится на стадии развития, но уже сейчас понятно, что для успешной разработки как квантовых, так и классических вычислительных систем требуются фундаментальные прорывы в охлаждении. Пока перспективы нового термоэлектронного устройства неясны, но оно, по крайней мере, устраняет некоторые препятствия и предлагает меньшие по размеру и более эффективные решения для охлаждения.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Свежий драйвер Nvidia ускорил видеокарты в синтетических тестах, но проблемы со стабильностью остались 2 ч.
«Копидел» поможет в клонировании и массовом развёртывании ОС «Альт» 4 ч.
Поумневшие ИИ-модели OpenAI o3 и o4-mini проявили повышенную склонность к галлюцинациям 7 ч.
EA показала суровую тактическую стратегию Star Wars Zero Company от ветеранов XCOM — первый трейлер и подробности 7 ч.
Новая статья: South of Midnight — соткана по лекалам. Рецензия 20 ч.
Спустя восемь лет «беты» Escape from Tarkov взяла курс на версию 1.0 — план обновлений игры на 2025 год 22 ч.
ChatGPT научился использовать воспоминания о пользователе для персонализации веб-поиска 22 ч.
Создатели следующей Battlefield рассказали о новом «языке разрушения» и показали его в деле 23 ч.
Глава Microsoft Gaming Фил Спенсер намекнул на продолжение Indiana Jones and the Great Circle 24 ч.
Разработчики Everspace 2 решили снизить цену на дополнение Wrath of the Ancients, потому что «вокруг дорожает буквально всё» 18-04 18:32
У земных лишайников обнаружился потенциал для выживания на Марсе 20 мин.
Учёные открыли новый цвет, который невозможно увидеть без стимуляции глаза лазером 26 мин.
Nvidia, AMD и другие американские чипмейкеры опасаются, что проиграют Huawei из-за антикитайских санкций США 2 ч.
QNAP выпустила хранилище ES1686dc R2 на 16 SAS-накопителей 4 ч.
Беспилотные автомобили выйдут на российские дороги общего пользования к 2027 году 4 ч.
Tesla без объяснения причин отложила запуск производства доступной версии Model Y 4 ч.
Китайские передовые спутники связи и дальнего зондирования Земли теперь предлагают оптом и в розницу 4 ч.
Багамы отозвали разрешение на посадку ракет SpaceX Falcon 9 у своих берегов 6 ч.
В Пекине прошёл первый в мире полумарафон с участием людей и роботов 6 ч.
Synology подтвердила, что для флагманских NAS подойдут только избранные жёсткие диски 6 ч.