科学家们正在寻找利用量子效应来制造突破性热器件的方法,以帮助冷却电子系统。量子热晶体管是该领域最令人兴奋的创新之一。虽然目前围绕该器件的研究仍处于理论阶段,但最近利用量子点和超导电路制造量子比特方面取得的进展让人们越来越乐观。

利用量子热晶体管解锁热管理

这些量子热晶体管使用量子力学的独特原理,其中热传递发生在能级之间的离散跳跃中- 非常类似于量子计算机在微小规模上处理信息的方式。

当今的量子热晶体管模型的自我调节能力有限,但我们最近在澳大利亚莫纳什大学高级计算和模拟实验室 (AχL) 与加州理工学院喷气推进实验室合作开展的工作引入了一个新概念。

我们提出了一种自调节量子热晶体管,它能够利用反馈机制控制其性能。受传统电子学中反馈电阻器理念的启发,该反馈系统有助于减少不必要的噪声和干扰(一种称为退相干的现象),而这些噪声和干扰通常会破坏量子系统的微妙性质。

是什么让这如此令人兴奋?

量子热晶体管可以潜在地维持其量子纠缠——这是一项关键特性,与传统晶体管不同,它允许它们无需电线或物理连接即可相互“通信”。

这为电子和冷却系统的全新方法打开了大门,量子设备有朝一日可以自我调节,从而减少对外部控制的需要。

未来:更小、更酷、更智能的设备

随着技术变得越来越小、功能越来越强大,最大的挑战之一就是处理这些高性能设备产生的热量。在超级计算机等系统中,过热会降低性能甚至导致故障。反馈式量子热晶体管可以有效控制热量,同时增强系统功能,从而彻底改变热管理。

虽然这看起来像是科幻小说中的东西,但自调节量子热晶体管具有在现实世界中更有效地管理能源的潜力。随着不断的突破,量子热设备的未来似乎一片光明,我们可能很快就会看到这种未来技术融入日常系统。