來(lái)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(jí)靈敏的測(cè)輻射熱計(jì)，一種熱輻射探測(cè)器。新的輻射探測(cè)器，由金-鈀混合物制成，使其更容易實(shí)時(shí)測(cè)量電磁輻射強(qiáng)度。測(cè)輻射熱計(jì)廣泛用于建筑行業(yè)的熱像儀和測(cè)量宇宙輻射的衛(wèi)星中。

新的發(fā)展可能會(huì)幫助測(cè)輻射熱計(jì)找到通往量子計(jì)算機(jī)的道路，如果新的輻射探測(cè)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(lái)更準(zhǔn)確地測(cè)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 M?tt?nen表示：新探測(cè)器的靈敏度非常高，其噪聲水平（信號(hào)在正確值周圍反彈的幅度）僅為任何其他輻射熱計(jì)噪聲的十分之一，速度也比以前的低噪聲輻射探測(cè)器快一百倍。起初，研究小組用金制作了一個(gè)輻射探測(cè)器，但幾周后就破裂了，因?yàn)榻鹋c鋁不相容，鋁在探測(cè)器中用作超導(dǎo)體。為了克服這一點(diǎn)，該小組開(kāi)始使用金和鈀的混合物，這種混合物非常耐用，但在測(cè)輻射熱計(jì)中卻是一種罕見(jiàn)的材料。

在阿爾托大學(xué)研究輻射熱計(jì)的Roope Kokkoniemi說(shuō)：除了材料之外，新輻射探測(cè)器的秘密在于它非常小，穿過(guò)輻射探測(cè)器中部的納米線只有一微米長(zhǎng)，200納米寬，幾十納米厚。測(cè)輻射熱計(jì)的工作原理是測(cè)量輻射的加熱效應(yīng)，當(dāng)測(cè)輻射熱計(jì)加熱時(shí)，其電氣特性會(huì)發(fā)生變化，這可以高精度地測(cè)量，測(cè)輻射熱計(jì)越小，加熱它所需的輻射就越少。小型輻射探測(cè)器的熱容很低，所以弱輻射提供了更強(qiáng)的信號(hào)。

更好的保護(hù)

量子計(jì)算機(jī)在低溫恒溫器，也就是極冷的超級(jí)冰柜中運(yùn)行，即使是極少量的過(guò)量輻射也會(huì)引起很多干擾。由于納米溫度計(jì)非常敏感，它們可以方便地測(cè)量低溫恒溫器中的過(guò)量輻射水平，以便通過(guò)更好的保護(hù)來(lái)減少輻射。輻射熱計(jì)還可以用來(lái)讀取量子比特或量子比特的值。然而，為了這個(gè)目的，測(cè)輻射熱計(jì)需要更快。為了連續(xù)幾次讀取超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)中的量子信息，而不會(huì)在其間降級(jí)，測(cè)輻射熱計(jì)的速度必須快約100倍。

研究中還開(kāi)發(fā)了微波放大器，任務(wù)是加強(qiáng)信號(hào)，但也增加了噪聲。與最好的商業(yè)放大器相比，VTT開(kāi)發(fā)的超導(dǎo)微波放大器成功地將測(cè)輻射熱計(jì)噪聲降低了一半。測(cè)輻射熱計(jì)是由Mikko M?tt?nen領(lǐng)導(dǎo)的量子計(jì)算和器件研究小組開(kāi)發(fā)，其研究成果發(fā)表在《通信物理》期刊上。

博科園｜研究/來(lái)自：阿爾托大學(xué)

參考期刊《通信物理》

DOI: 10.1038/s42005-019-0225-6

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