近日,?研究人员积极参与量子系统和材料的动态操作,以实现重大的能量管理和守恒突破。
这一努力推动了一个致力于创建量子热机的尖端平台的发展,从而释放了量子技术在先进能源解决方案中的全部潜力。
我们是否处于新型能源管理设备的前沿?
科学界已将重点转向开创量子热晶体管领域?—?为精确管理传热而设计的精密仪器。在不断追求最佳量子器件性能的过程中,复杂的冷却和环境监管环境中出现了一个显著的挑战。当前的冷却基础设施,特别是那些适应各种量子位技术的基础设施,尤其是量子计算机,带来了重大挑战,从而加强了对先锋解决方案的需求。
在当代科学话语中,量子测量和控制已成为先进能源管理量子热机设计的关键。这些干预措施可以帮助保持此类器件的固有量子特性,同时防止它们因环境相互作用(即退相干)而不希望地转变为经典状态。
然而,测量探头可能引入噪声,这带来了一个巨大的挑战,需要创新的解决方案。针对这一关键问题,我们引入了一个先进的理论框架?—?经调节的量子热晶体管。这一范式在其环境环境的协调下不断受到监测。
为了理解和分析这种行为,我们设计了一个精细的随机噪声模型,该模型反映了经典晶体管中使用的小信号模型。这种系统的方法增强了我们对细微动力学的理解,有助于量子热机架构的细化和优化。我们的研究结果发表在《Physical Review B》期刊上。
随机模型有什么用?
随着设备的小型化,它们对环境影响的易感性具有更大的意义,从而深入了解系统内的动态变化。源于热噪声的固有波动的表现,加上测量和反馈控制等外部扰动,对小型设备产生了深远的影响。这种随机行为的抢先表征是非常宝贵的,可以全面了解这些设备中固有的操作限制。
功能量子热晶体管的成熟仍处于初级阶段,需要不断改进。与此同时,我们目前的出版物建立了一个开创性的框架,我们即将进行的研究旨在研究这些设备在通过连续测量进行反馈控制时的复杂动力学。
重要的是要强调,量子反馈表现出与经典电子反馈不同的特性。因此,必须进行广泛的探索,以确定量子反馈机制与热晶体管的无缝集成,为创新高效的热管理系统的出现铺平道路。
这个故事是科学X对话的一部分。
Uthpala N.Ekanayake获得了斯里兰卡Peradeniya大学电气和电子工程学士学位(以一级荣誉)。目前,她是澳大利亚莫纳什大学电气与计算机系统工程系高级计算与模拟实验室的博士生和成员,由Malin Premaratne教授指导。
Malin Premaratne分别于1995年、1995年和1998年获得墨尔本大学的多个学位,包括数学学士学位、电气和电子工程学士学位(以一级荣誉)和博士学位。目前,他是澳大利亚克莱顿莫纳什大学的正式教授。他的专业知识集中在量子器件理论、模拟和设计,利用量子电动力学原理。Premaratne教授独特的方法将深刻的理论物理学与实用的电气工程方法相协调,在基础物理学和转化工程技术之间建立了跨学科的联系。他因在光学和光子学方面的重大贡献而获得多项研究金,包括美国光学学会(FOSA)、美国光学仪器工程师学会(FSPIE)、英国物理研究所(FInstP)、英国工程与技术学会(FIET)和澳大利亚工程师学会(FIEAust)。