Сегодня 24 сентября 2023
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
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.
Вечерний 3DNews
Каждый будний вечер мы рассылаем сводку новостей без белиберды и рекламы. Две минуты на чтение — и вы в курсе главных событий.
Материалы по теме
Прежде чем оставить комментарий, пожалуйста, ознакомьтесь с правилами комментирования. Оставляя комментарий, вы подтверждаете ваше согласие с данными правилами и осознаете возможную ответственность за их нарушение.
Все комментарии премодерируются.
Комментарии загружаются...
window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
400 тыс. новых вирусов каждый день: «Лаборатория Касперского» заявила о глобальном росте числа кибератак 8 ч.
Nintendo сделала шаг в будущее без паролей: заработал вход в аккаунт Nintendo через Passkey 11 ч.
Новая статья: Dune: Spice Wars — дождевой червяк вместо Шаи-Хулуда. Рецензия 18 ч.
Resident Evil Village для iPhone и iPad выйдет 30 октября 23-09 17:33
Microsoft обогатила мобильную клавиатуру SwiftKey ИИ-функциями — умные подсказки, проверка текста и генерация картинок и стикеров 23-09 16:21
Клиентов российских хостингов будут идентифицировать через «Госуслуги» или по паспорту 23-09 14:40
ИИ-генераторы текстов и изображений оказались экологичнее живых писателей и художников 23-09 12:40
В приложениях Threads появилось переключение учётных записей — на подходе редактирование публикаций 23-09 11:40
Apple устранила три уязвимости нулевого дня, которые эксплуатировали злоумышленники 23-09 11:02
Операционной системой HarmonyOS пользуются около 600 млн человек, Huawei привлекает к экосистеме новых партнёров 23-09 07:34
Индия под давлением США отложила ограничения на импорт ноутбуков, ПК и планшетов 4 ч.
SpaceX повторила рекорд по использованию первой ступени Falcon 9 в 17-й раз 6 ч.
Apple iPhone 15 Plus стал рекордсменом по продолжительности работы аккумулятора 10 ч.
Американская Lucid Motors получила разрешение на выпуск электромобилей в Саудовской Аравии 10 ч.
В Остине роботизированные такси Cruise создали затор на перекрёстке и быстро его усугубили 11 ч.
Смартфоны iPhone 15 поддерживают проводное подключение к интернету — быстрее, чем по Wi-Fi 12 ч.
Solidigm представила SSD P5810 на памяти SLC для нагрузок с активной записью данных 20 ч.
Найден путь к массовому производству атомарно тонких нитей из фосфора с мышьяком — это обещает улучшить аккумуляторы, фотопанели и датчики 23-09 16:16
Производитель аппаратных ключей безопасности Yubico вышел на биржу 23-09 14:49
В ранней Вселенной оказалось намного больше галактик, похожих на нашу — это заставит переписать теории эволюции космоса 23-09 14:46