Hitech logo

новые материалы

Новый сплав позволит Китаю отказаться от гелия-3 в квантовых компьютерах

TODO:
Георгий ГоловановСегодня, 11:28 AM

Группа китайских ученых совершила прорыв в области квантовых технологий, создав уникальный сплав, который может заменить гелий-3 в системах охлаждения квантовых компьютеров. Редкоземельный сплав EuCo₂Al₉ позволяет достичь рекордно низких температур, одновременно открывая путь к созданию более компактных и доступных криогенных установок.

00
Самые интересные технологические и научные новости выходят в нашем телеграм-канале Хайтек+. Подпишитесь, чтобы быть в курсе.

27 января Агентство перспективных оборонных исследований США (DARPA) объявило срочный сбор конкурс заявок на разработку модульной системы охлаждения без гелия-3, необходимой для следующего этапа развития квантовых и оборонных технологий. Ученые из Китайской академии наук совместно с Шанхайским университетом Цзяотунь ответили на это собственной разработкой, позволяющей отказаться от гелия-3, сообщает SCMP.

Почему США, Китаю и России важно первыми установить на Луне атомный реактор

Самая низкая возможная температура — температура абсолютного нуля, или -273,15 градуса Цельсия. Для ее достижения ученые в основном используют рефрижератор растворения, который работает на гелии-3, стабильном изотопе гелия.

Команда китайских ученых использовала другой метод твердотельного охлаждения, известный как метод адиабатического размагничивания. В этом процессе магнитный сплав EuCo₂Al₉ помещается в низкотемпературную среду. Затем на него воздействует магнитное поле, от чего внутренние микроскопические магниты сплава идеально выравниваются. Это приводит к выделению из сплава тепла. Затем сплав изолируют, а магнитное поле отключают. Спины возвращаются в хаотичное состояние, поглощая энергию и резко охлаждая сам материал.

В ходе эксперимента ученые достигли температуры в 106 милликельвин (мК). Это всего на долю градуса выше абсолютного нуля и является рекордным показателем для металлических материалов. Для сравнения, стандартные рефрижераторы растворения обеспечивают около 10-15 мК, но ценой огромных затрат.

Исследователи описывают свой материал как самый холодный сплав в мире. Модуль без движущихся частей может обеспечить стабильное, портативное охлаждение для квантовых схем и автономных систем, применяемых в космонавтике. Кроме того, сплав обладает потенциалом для массового производства.

Твердые сплавы на основе карбида вольфрама и кобальта (WC-Co) обычно изготавливаются методом порошковой металлургии, который требует высокого давления и создают большое количество отходов. Ученые из Японии предложили метод аддитивной печати карбидом вольфрама, который в перспективе позволит снизить расход дорогостоящих материалов.