La fisica quantistica sta uscendo dal laboratorio per entrare nella vita di tutti i giorni. Nonostante i risultati principali sui computer quantistici che risolvono problemi impossibili per i computer classici, le sfide tecniche ostacolano l'introduzione della fisica quantistica nel mondo reale. Nuova ricerca pubblicata su Comunicazioni sulla natura dei team dell'Università di Aalto e dell'Università di Lund potrebbe fornire uno strumento importante in questa ricerca.

Una delle questioni aperte nella ricerca quantistica è come il calore e la termodinamica coesistono con la fisica quantistica. Questo campo di ricerca della termodinamica quantistica è una delle aree Professor Jukka Pekola, il leader del Centro di Eccellenza QTF dell'Accademia di Finlandia, ha lavorato nella sua carriera. "Questo campo è stato dominato dalla teoria, e solo ora iniziano ad emergere importanti esperimenti, " afferma il professor Pekola. Il suo gruppo di ricerca ha iniziato a creare nanodispositivi termodinamici quantistici in grado di risolvere sperimentalmente questioni aperte.

Stati quantistici, come quelli che governano i qubit che alimentano i computer quantistici, interagire con il mondo circostante, e queste interazioni sono ciò di cui si occupa la termodinamica quantistica. La misurazione di questi sistemi richiede il rilevamento di variazioni di energia così eccezionalmente piccole che è difficile distinguerle dalle fluttuazioni di fondo, come tentare di determinare se una candela in una stanza è stata spenta usando solo un termometro. Un altro problema è che gli stati quantistici possono cambiare quando misurati, semplicemente perché sono stati misurati. È come far bollire una tazza d'acqua mettendoci dentro un termometro. Il team ha dovuto realizzare un termometro in grado di misurare cambiamenti molto piccoli senza interferire con nessuno degli stati quantistici che intendono misurare.

Il dottorando Bayan Karimi lavora nel QTF e nella rete di formazione Marie Curie QuESTech. Il suo dispositivo è un calorimetro, che misura il calore in un sistema. Utilizza una striscia di rame circa 1000 volte più sottile di un capello umano. "Il nostro rivelatore assorbe le radiazioni dagli stati quantistici. Si prevede che determini quanta energia hanno, e come interagiscono con l'ambiente circostante. C'è un limite teorico all'accuratezza di un calorimetro, e il nostro dispositivo sta raggiungendo quel limite, "dice Karim.