Сегодня 13 июля 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 🔥
Новая статья: Dune: Awakening — песочница Лисан аль-Гаиба. Рецензия 5 ч.
Особые цены для особо ценных клиентов: Broadcom запросила у Telefónica Germany за поддержку VMware впятеро больше прежнего 6 ч.
Франция возбудила уголовное дело в отношении соцсети X по подозрению в манипулировании алгоритмами 7 ч.
Китайский стартап Moonshot выпустил открытую ИИ-модель Kimi K2, превосходящую GPT-4 8 ч.
Microsoft представила рассуждающую ИИ-модель Phi-4-mini-flash-reasoning— в 10 раз быстрее аналогов и запустится даже на смартфоне 15 ч.
ИИ-боты оказались никудышными психотерапевтами — они давали вредные советы и отказывались общаться с алкоголиками 15 ч.
Meta не откажется от бизнес-модели «плати или соглашайся», несмотря на угрозу штрафов в ЕС 16 ч.
Meta пополнила коллекцию ИИ-талантов, поглотив специализирующийся на голосовом ИИ стартап PlayAI 16 ч.
Поглощение ИИ-стартапа Windsurf компанией OpenAI сорвалось и специалистов тут же переманила Google 17 ч.
В Windows 11 появилась функция быстрого самовосстановления 17 ч.
Intel сократит 2400 работников в своём крупнейшем центре разработки в Орегоне 11 ч.
Китайская многоразовая ракета из нержавейки отправится в полёт в четвёртом квартале 11 ч.
Нет чипов — нет ЦОД: строящиеся ради ИИ электростанции могут так и не пригодиться 12 ч.
От 100GbE до 800GbE, недорого: стартап TORmem обещает трансформировать рынок ЦОД-коммутаторов 14 ч.
Tesla попытается выбраться из кризиса, запустив продажи электромобилей в Индии 15 ч.
Зонд NASA Parker сфотографировал Солнце с рекордно близкого расстояния 17 ч.
Главный дизайнер Xiaomi пояснил, что внешность электромобилей должна оставлять эмоциональный след 22 ч.
Глава Nvidia стал седьмым самым богатым человеком в мире 22 ч.
Сенаторы рекомендовали главе Nvidia не встречаться в Китае с представителями компаний, которые США пытаются душить санкциями 23 ч.
Европа готовит альтернативу Starlink и вложит €1,5 млрд в спутниковый интернет 23 ч.