Сегодня 25 ноября 2024
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Теги → термоэмиссия

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.


window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Телевизоры в ремейке Silent Hill 2 скрывают зашифрованные сообщения — они написаны с помощью азбуки Морзе 4 мин.
«Крупнейшая Call of Duty в истории»: Activision похвасталась успехами Black Ops 6 за первый месяц с релиза 2 ч.
Игры ещё нет, а Трой Бейкер уже есть: звезда The Last of Us и Uncharted 4 подтвердил участие в новой игре Naughty Dog 3 ч.
Второй трейлер «Соника 3 в кино» привёл зрителей в восторг 4 ч.
Telegram снова оштрафован в России за неудаление запрещённого контента — теперь на ₽7 млн 5 ч.
Nvidia представила ИИ-модель Fugatto, которая «понимает и генерирует звук, как это делают люди» 6 ч.
Замедление YouTube вызвало резкий рост интернет-трафика в России 6 ч.
Ирландская газета рассекретила, сколько Larian заработала благодаря Baldur’s Gate 3 в 2023 году 7 ч.
Хакеры нашли способ отключать антивирус Avast с помощью его же драйвера 7 ч.
В России задумались ввести прокатные удостоверения для видеоигр, но это чревато серьёзными последствиями 10 ч.
Samsung готовит самый быстрый OLED-монитор в мире — 27 дюймов, 1440p и 500 Гц 2 ч.
Xiaomi собралась выпустить собственный процессор для смартфонов, выяснили тайваньские СМИ 3 ч.
Amazon вложит ещё $4 млрд в Anthropic и снизит её зависимость от Nvidia 3 ч.
Oppo представила смартфоны Reno13 и Reno13 Pro — до 1 Тбайт памяти и Dimensity 8350 по цене от $370 5 ч.
Крупнейший производитель стекла для смартфонов нашёл способ отбиться от антимонопольного расследования в ЕС 5 ч.
Atos вновь готовится продать французскому правительству часть бизнеса 7 ч.
В Lattice Semiconductor обсуждают возможность покупки у Intel всего FPGA-подразделения Altera 8 ч.
Raspberry Pi выпустила плату Pico 2 W с поддержкой Wi-Fi и Bluetooth за $7 8 ч.
Очень тихий блок питания на 1600 Вт за $569 — вышел Seasonic PRIME TX-1600 Noctua Edition с вентилятором Noctua 9 ч.
На выставке РЭД ЭКСПО в Москве представят игровой мини-ПК с водяным охлаждением TECNO MEGA MINI Gaming G1 9 ч.