(文章來源:新華網(wǎng))
來自阿爾托大學(xué)和芬蘭VTT技術(shù)研究中心的科學(xué)家已經(jīng)建造了一種超級靈敏的測輻射熱計,一種熱輻射探測器。新的輻射探測器,由金-鈀混合物制成,使其更容易實(shí)時測量電磁輻射強(qiáng)度。測輻射熱計廣泛用于建筑行業(yè)的熱像儀和測量宇宙輻射的衛(wèi)星中。新的發(fā)展可能會幫助測輻射熱計找到通往量子計算機(jī)的道路,如果新的輻射探測器在太空中的功能與在實(shí)驗(yàn)室中一樣好,它也可以用來更準(zhǔn)確地測量太空中的宇宙微波背景輻射。
阿爾托大學(xué)和VTT的量子技術(shù)聯(lián)合教授Mikko Mttnen表示:新探測器的靈敏度非常高,其噪聲水平(信號在正確值周圍反彈的幅度)僅為任何其他輻射熱計噪聲的十分之一,速度也比以前的低噪聲輻射探測器快一百倍。起初,研究小組用金制作了一個輻射探測器,但幾周后就破裂了,因?yàn)榻鹋c鋁不相容,鋁在探測器中用作超導(dǎo)體。為了克服這一點(diǎn),該小組開始使用金和鈀的混合物,這種混合物非常耐用,但在測輻射熱計中卻是一種罕見的材料。
在阿爾托大學(xué)研究輻射熱計的Roope Kokkoniemi說:除了材料之外,新輻射探測器的秘密在于它非常小,穿過輻射探測器中部的納米線只有一微米長,200納米寬,幾十納米厚。測輻射熱計的工作原理是測量輻射的加熱效應(yīng),當(dāng)測輻射熱計加熱時,其電氣特性會發(fā)生變化,這可以高精度地測量,測輻射熱計越小,加熱它所需的輻射就越少。小型輻射探測器的熱容很低,所以弱輻射提供了更強(qiáng)的信號。
量子計算機(jī)在低溫恒溫器,也就是極冷的超級冰柜中運(yùn)行,即使是極少量的過量輻射也會引起很多干擾。由于納米溫度計非常敏感,它們可以方便地測量低溫恒溫器中的過量輻射水平,以便通過更好的保護(hù)來減少輻射。輻射熱計還可以用來讀取量子比特或量子比特的值。然而,為了這個目的,測輻射熱計需要更快。為了連續(xù)幾次讀取超導(dǎo)量子計算機(jī)中的量子信息,而不會在其間降級,測輻射熱計的速度必須快約100倍。
研究中還開發(fā)了微波放大器,任務(wù)是加強(qiáng)信號,但也增加了噪聲。與最好的商業(yè)放大器相比,VTT開發(fā)的超導(dǎo)微波放大器成功地將測輻射熱計噪聲降低了一半。測輻射熱計是由Mikko Mttnen領(lǐng)導(dǎo)的量子計算和器件研究小組開發(fā),其研究成果發(fā)表在《通信物理》期刊上。
(責(zé)任編輯:fqj)
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