Một loại tủ lạnh nano mới. Thư viện kỹ thuật miễn phí

TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, SỰ PHÁT TRIỂN TRONG ĐIỆN TỬ
Thư viện kỹ thuật miễn phí / nguồn cấp tin tức

Một loại tủ lạnh nano mới

30.05.2017

Máy tính cổ điển cần quạt hoặc hệ thống mạnh hơn để tản nhiệt, nhưng máy tính lượng tử cần làm mát chất lượng cao hơn thế nữa. Không giống như các bit thông tin mà máy tính truyền thống vận hành, các bit lượng tử có thể ở một trạng thái nữa, cái gọi là trạng thái chồng chất, khi giá trị của chúng đồng thời là 0 và 1. Để duy trì trạng thái lượng tử trong thời gian dài, qubit phải được cách ly với môi trường càng nhiều càng tốt, bởi vì sự can thiệp nhỏ nhất từ bên ngoài sẽ dẫn đến sự thay đổi trạng thái lượng tử và gây ra sai sót trong tính toán lượng tử. Và các qubit, được cách ly tối đa với môi trường, sẽ nóng lên trong quá trình hoạt động và cần được làm mát liên tục.

Để giải quyết vấn đề làm mát qubit trong các hệ thống tính toán lượng tử, Mikko Mottonen và các đồng nghiệp tại Đại học Aalto, Phần Lan, đã phát triển một thiết bị làm mát độc lập đầu tiên. Thiết bị này rất linh hoạt, nó có thể được sử dụng không chỉ trong máy tính lượng tử mà còn trong bất kỳ thiết bị nào khác sử dụng các định luật và nguyên tắc kỳ lạ của cơ học lượng tử.

Cơ sở của thiết bị làm mát là một rào cản năng lượng ngăn cách hai kênh, một trong số đó ở trạng thái siêu dẫn, dẫn các electron mà không có điện trở, và kênh thứ hai là bình thường, có điện trở, làm chậm các electron trong quá trình chuyển động. Chỉ các điện tử có năng lượng đủ lớn mới có thể nhảy qua rào cản và đi vào đường cao tốc siêu dẫn, dẫn chúng ra bên ngoài thiết bị, phần còn lại của các điện tử bị “đẩy vào lề”.

Nhưng không phải tất cả các electron năng lượng thấp đều phải chịu đựng "thảm thực vật vĩnh cửu" trong một mạch điện có độ dẫn điện thông thường. Một số trong số chúng có khả năng khá cao là chụp được một photon ánh sáng lưu thông trong một bộ cộng hưởng gần đó. Trong trường hợp này, điện tử nhận được năng lượng cần thiết để hoàn thành bước nhảy, và bộ cộng hưởng, mất năng lượng, được làm lạnh xuống nhiệt độ thấp hơn.

Nguyên lý hoạt động của một chiếc tủ lạnh như vậy rất giống với một hiện tượng giả định có tên là Maxwell's Demon. Chỉ khác với con quỷ Maxwell, con quỷ của tủ lạnh nano đẩy nhiều electron "nóng" hơn vào kênh siêu dẫn, và các electron lạnh có năng lượng thấp vẫn ở trong vùng làm việc của tủ lạnh, nơi hấp thụ hiệu quả năng lượng từ môi trường.

Bước tiếp theo mà các nhà khoa học dự định thực hiện sẽ là kết hợp tủ lạnh nano với một qubit thực. Sau đó, các nhà nghiên cứu sẽ tìm hiểu xem liệu hiệu suất của tủ lạnh này có đủ để làm lạnh tốt qubit và giữ nó ở một trạng thái lượng tử nhất định trong thời gian dài hay không.

<< Quay lại: Nấm Chernobyl cho phi hành gia 30.05.2017

>> Chuyển tiếp: Buồng bay hơi trong hệ thống làm mát điện thoại thông minh 29.05.2017

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Năng lượng từ không gian cho Starship 08.05.2024

Sản xuất năng lượng mặt trời trong không gian ngày càng trở nên khả thi hơn với sự ra đời của các công nghệ mới và sự phát triển của các chương trình không gian. Người đứng đầu công ty khởi nghiệp Virtus Solis chia sẻ tầm nhìn của mình về việc sử dụng Starship của SpaceX để tạo ra các nhà máy điện trên quỹ đạo có khả năng cung cấp năng lượng cho Trái đất. Startup Virtus Solis đã tiết lộ một dự án đầy tham vọng nhằm tạo ra các nhà máy điện trên quỹ đạo sử dụng Starship của SpaceX. Ý tưởng này có thể thay đổi đáng kể lĩnh vực sản xuất năng lượng mặt trời, khiến nó trở nên dễ tiếp cận hơn và rẻ hơn. Cốt lõi trong kế hoạch của startup là giảm chi phí phóng vệ tinh lên vũ trụ bằng Starship. Bước đột phá công nghệ này được kỳ vọng sẽ giúp việc sản xuất năng lượng mặt trời trong không gian trở nên cạnh tranh hơn với các nguồn năng lượng truyền thống. Virtual Solis có kế hoạch xây dựng các tấm quang điện lớn trên quỹ đạo, sử dụng Starship để cung cấp các thiết bị cần thiết. Tuy nhiên, một trong những thách thức quan trọng ... >>

Phương pháp mới để tạo ra pin mạnh mẽ 08.05.2024

Với sự phát triển của công nghệ và việc sử dụng ngày càng rộng rãi các thiết bị điện tử, vấn đề tạo ra nguồn năng lượng hiệu quả và an toàn ngày càng trở nên cấp thiết. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Queensland vừa tiết lộ một phương pháp mới để tạo ra pin kẽm công suất cao có thể thay đổi cục diện của ngành năng lượng. Một trong những vấn đề chính của pin sạc gốc nước truyền thống là điện áp thấp, điều này hạn chế việc sử dụng chúng trong các thiết bị hiện đại. Nhưng nhờ một phương pháp mới được các nhà khoa học phát triển nên nhược điểm này đã được khắc phục thành công. Là một phần trong nghiên cứu của họ, các nhà khoa học đã chuyển sang một hợp chất hữu cơ đặc biệt - catechol. Nó hóa ra là một thành phần quan trọng có thể cải thiện độ ổn định của pin và tăng hiệu quả của nó. Cách tiếp cận này đã làm tăng đáng kể điện áp của pin kẽm-ion, khiến chúng trở nên cạnh tranh hơn. Theo các nhà khoa học, loại pin như vậy có một số ưu điểm. Họ có b ... >>

Nồng độ cồn của bia ấm 07.05.2024

Bia, là một trong những đồ uống có cồn phổ biến nhất, có hương vị độc đáo riêng, có thể thay đổi tùy theo nhiệt độ tiêu thụ. Một nghiên cứu mới của một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã phát hiện ra rằng nhiệt độ bia có tác động đáng kể đến nhận thức về mùi vị rượu. Nghiên cứu do nhà khoa học vật liệu Lei Jiang dẫn đầu đã phát hiện ra rằng ở nhiệt độ khác nhau, các phân tử ethanol và nước hình thành các loại cụm khác nhau, ảnh hưởng đến nhận thức về mùi vị rượu. Ở nhiệt độ thấp, nhiều cụm giống kim tự tháp hình thành hơn, làm giảm vị cay nồng của "etanol" và làm cho đồ uống có vị ít cồn hơn. Ngược lại, khi nhiệt độ tăng lên, các cụm trở nên giống chuỗi hơn, dẫn đến mùi cồn rõ rệt hơn. Điều này giải thích tại sao hương vị của một số đồ uống có cồn, chẳng hạn như rượu baijiu, có thể thay đổi tùy theo nhiệt độ. Dữ liệu thu được mở ra triển vọng mới cho các nhà sản xuất đồ uống, ... >>

Yếu tố nguy cơ chính gây nghiện cờ bạc 07.05.2024

Trò chơi máy tính đang trở thành một hình thức giải trí ngày càng phổ biến trong thanh thiếu niên, nhưng nguy cơ nghiện game vẫn là một vấn đề đáng kể. Các nhà khoa học Mỹ đã tiến hành một nghiên cứu để xác định các yếu tố chính góp phần gây ra chứng nghiện này và đưa ra các khuyến nghị để phòng ngừa. Trong suốt sáu năm, 385 thanh thiếu niên đã được theo dõi để tìm ra những yếu tố nào có thể khiến họ nghiện cờ bạc. Kết quả cho thấy 90% người tham gia nghiên cứu không có nguy cơ bị nghiện, trong khi 10% trở thành người nghiện cờ bạc. Hóa ra yếu tố chính dẫn đến chứng nghiện cờ bạc là do mức độ hành vi xã hội thấp. Thanh thiếu niên có mức độ hành vi xã hội thấp không thể hiện sự quan tâm đến sự giúp đỡ và hỗ trợ của người khác, điều này có thể dẫn đến mất liên lạc với thế giới thực và phụ thuộc sâu sắc hơn vào thực tế ảo do trò chơi máy tính cung cấp. Dựa trên kết quả này, các nhà khoa học ... >>

Tiếng ồn giao thông làm chậm sự phát triển của gà con 06.05.2024

Những âm thanh xung quanh chúng ta ở các thành phố hiện đại ngày càng trở nên chói tai. Tuy nhiên, ít người nghĩ đến việc tiếng ồn này ảnh hưởng như thế nào đến thế giới động vật, đặc biệt là những sinh vật mỏng manh như gà con chưa nở từ trứng. Nghiên cứu gần đây đang làm sáng tỏ vấn đề này, cho thấy những hậu quả nghiêm trọng đối với sự phát triển và sinh tồn của chúng. Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng việc gà con ngựa vằn lưng kim cương tiếp xúc với tiếng ồn giao thông có thể gây ra sự gián đoạn nghiêm trọng cho sự phát triển của chúng. Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng ô nhiễm tiếng ồn có thể làm chậm đáng kể quá trình nở của chúng và những gà con nở ra phải đối mặt với một số vấn đề về sức khỏe. Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng những tác động tiêu cực của ô nhiễm tiếng ồn còn ảnh hưởng đến chim trưởng thành. Giảm cơ hội sinh sản và giảm khả năng sinh sản cho thấy những ảnh hưởng lâu dài mà tiếng ồn giao thông gây ra đối với động vật hoang dã. Kết quả nghiên cứu nêu bật sự cần thiết ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ

Bộ xử lý máy tính để bàn 72 lõi 18.11.2015

Tập đoàn Intel đã bắt đầu sản xuất bộ đồng xử lý thế hệ mới - Xeon Phi 72 lõi có tên mã là Knights Landing. Được công bố vào năm 2013, chip mới dựa trên công nghệ 14nm sử dụng bóng bán dẫn XNUMXD Tri-Gate.

Chip Knights Landing đã thay thế cho Knights Corner, có 61 lõi và có cấu trúc liên kết là 22 nm.

Bộ vi xử lý mới chạy ở tốc độ 1,3 GHz và mang lại hiệu suất tối đa ba teraflop trong các phép tính dấu phẩy động và tám teraflop trong các phép tính dấu chấm động chính xác duy nhất. Điều này có thể so sánh với hiệu suất của bộ tăng tốc đồ họa được sử dụng trong các siêu máy tính hiện đại.

Knights Landing được trang bị 16 GB RAM MCDRAM tích hợp. Nó nhanh hơn 4 lần so với bộ nhớ DDR5 mới đang trở nên phổ biến và tiết kiệm năng lượng hơn XNUMX lần so với GDDRXNUMX được sử dụng trong các bộ tăng tốc đồ họa.

Bộ vi xử lý Xeon Phi dựa trên kiến trúc Intel Many Integrated Core (MIC) mà Intel đã giới thiệu vào năm 2010.

Bộ đồng xử lý Xeon Phi được thiết kế để giải quyết các nhiệm vụ "song song cao" trong các lĩnh vực sau: khảo sát kỹ thuật và địa chất, phát triển khoa học, mô hình hóa khí hậu và hoạt động tài chính.

Theo đại diện của Intel, một tính năng của kiến trúc MIC là hỗ trợ các mô hình hiện có và các kỹ thuật lập trình quen thuộc với kiến trúc x86. Công ty đề xuất sử dụng các công cụ lập trình giống nhau cho cả x86 và MIC mà không cần phải viết lại mã.

Thấy hết Lưu trữ tin khoa học công nghệ, điện tử mới

Tất cả các ngôn ngữ của trang này

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web