Сегодня 27 марта 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 🔥
«Новые герои, новые вселенные, новое место»: первые подробности возрождённых «Игромир» и Comic Сon 3 мин.
В России появится унифицированный стандарт ПО для промышленных роботов 4 мин.
Российские промышленные роботы получат стандарт ПО — его разработает Минпромторг с «Яндексом» и «Сбером» 37 мин.
Спустя 10 лет Obsidian всё-таки добавит в Pillars of Eternity пошаговый режим 2 ч.
Криштиану Роналду станет персонажем файтинга Fatal Fury: City of the Wolves — геймплейный трейлер 3 ч.
Microsoft возродила приложение «Люди» из эпохи Windows 8 — его перспективы смутны 4 ч.
Трамп заявил, что готов пойти на уступки по импортным тарифам для Китая ради сделки с TikTok 5 ч.
Siemens купила поставщика ПО для промышленного моделирования Altair за $10 млрд 5 ч.
OpenAI рассчитывает более чем утроить выручку в этом году, а затем удвоить её в следующем 10 ч.
OpenAI решила попридержать запуск 4o Image Generation для бесплатных пользователей 10 ч.
В Китае возник дефицит самых мощных ускорителей Nvidia, не запрещённых санкциями 11 мин.
«Яндекс» выяснил, какой электротранспорт предпочитают россияне 13 мин.
Марсоход Perseverance нашёл странный пупырчатый камень на Холме ведьминого орешника 50 мин.
Крупнейший поставщик памяти HBM решил, что появление DeepSeek пойдёт ему на пользу 2 ч.
Желающие купить американский бизнес TikTok потянулись за поддержкой к облачным операторам США 2 ч.
Xiaomi представила смартфоны Poco F7 Ultra и Poco F7 Pro с флагманскими Snapdragon и дискретными графическими чипами 2 ч.
Microsoft отказалась от проектов ЦОД общей ёмкостью 2 ГВт 3 ч.
Потеря сопла не помешала ракете ULA Vulcan получить допуск к запускам военных спутников США 4 ч.
HighPoint представила шасси RocketStor для подключения мощных ИИ-ускорителей к компактным рабочим станциям 4 ч.
Digma P6 — компактный ридер на цветных электронных чернилах 5 ч.