来自阿尔托大学和芬兰VTT技术研究中心的科学家已经建造了一种超级灵敏的测辐射热计，一种热辐射探测器。新的辐射探测器，由金-钯混合物制成，使其更容易实时测量电磁辐射强度。测辐射热计广泛用于建筑行业的热像仪和测量宇宙辐射的卫星中。新的发展可能会帮助测辐射热计找到通往量子计算机的道路，如果新的辐射探测器在太空中的功能与在实验室中一样好，它也可以用来更准确地测量太空中的宇宙微波背景辐射。
阿尔托大学和VTT的量子技术联合教授Mikko Möttönen表示：新探测器的灵敏度非常高，其噪声水平（信号在正确值周围反弹的幅度）仅为任何其他辐射热计噪声的十分之一，速度也比以前的低噪声辐射探测器快一百倍。起初，研究小组用金制作了一个辐射探测器，但几周后就破裂了，因为金与铝不相容，铝在探测器中用作超导体。为了克服这一点，该小组开始使用金和钯的混合物，这种混合物非常耐用，但在测辐射热计中却是一种罕见的材料。
在阿尔托大学研究辐射热计的Roope Kokkoniemi说：除了材料之外，新辐射探测器的秘密在于它非常小，穿过辐射探测器中部的纳米线只有一微米长，200纳米宽，几十纳米厚。测辐射热计的工作原理是测量辐射的加热效应，当测辐射热计加热时，其电气特性会发生变化，这可以高精度地测量，测辐射热计越小，加热它所需的辐射就越少。小型辐射探测器的热容很低，所以弱辐射提供了更强的信号。
更好的保护
量子计算机在低温恒温器，也就是极冷的超级冰柜中运行，即使是极少量的过量辐射也会引起很多干扰。由于纳米温度计非常敏感，它们可以方便地测量低温恒温器中的过量辐射水平，以便通过更好的保护来减少辐射。辐射热计还可以用来读取量子比特或量子比特的值。然而，为了这个目的，测辐射热计需要更快。为了连续几次读取超导量子计算机中的量子信息，而不会在其间降级，测辐射热计的速度必须快约100倍。
研究中还开发了微波放大器，任务是加强信号，但也增加了噪声。与最好的商业放大器相比，VTT开发的超导微波放大器成功地将测辐射热计噪声降低了一半。测辐射热计是由Mikko Möttönen领导的量子计算和器件研究小组开发，其研究成果发表在《通信物理》期刊上。
博科园｜研究/来自：阿尔托大学
参考期刊《通信物理》
DOI: 10.1038/s42005-019-0225-6
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