Los investigadores están comprometidos activamente en la manipulación dinámica de sistemas y materiales cuánticos para lograr avances significativos en la gestión y conservación de energía. Este esfuerzo ha catalizado el desarrollo de una plataforma de vanguardia dedicada a crear máquinas térmicas cuánticas, de manera que se pueda desbloquear todo el potencial de las tecnologías cuánticas en soluciones energéticas avanzadas.
La comunidad científica ha centrado su atención hacia el pionero dominio de los transistores térmicos cuánticos, un sofisticado aparato diseñado para la gestión precisa de la transferencia de calor. En la búsqueda incansable del rendimiento óptimo de los dispositivos cuánticos, surge un desafío notable dentro del intrincado panorama de enfriamiento y regulación ambiental. Las infraestructuras de enfriamiento actuales, especialmente aquellas dedicadas a diversas tecnologías de bits cuánticos, en particular a las computadoras cuánticas, plantean desafíos significativos, intensificando así la demanda de soluciones de vanguardia.
En el discurso científico contemporáneo, las mediciones y el control cuántico se han convertido en fundamentales para el diseño de máquinas térmicas cuánticas para la gestión avanzada de energía. Estas intervenciones pueden ayudar a preservar las propiedades cuánticas inherentes de dichos dispositivos, al tiempo que evitan su transición indeseable a un estado clásico inducido por interacciones ambientales, conocida como decoherencia. Sin embargo, surge un desafío formidable debido a la posible introducción de ruido por parte de las sondas de medición, lo que requiere soluciones innovadoras.
En respuesta a este problema crítico, hemos introducido un marco teórico avanzado: el transistor térmico cuántico condicionado. Este paradigma se somete a un monitoreo continuo orquestado por su entorno ambiental. Para comprender y analizar este comportamiento, hemos diseñado un elaborado modelo de ruido estocástico que refleja el modelo de señal pequeña utilizado en transistores clásicos. Este enfoque sistemático mejora nuestra comprensión de las dinámicas sutiles, contribuyendo al refinamiento y optimización de las arquitecturas de máquinas térmicas cuánticas. Nuestros hallazgos han sido publicados en la revista Physical Review B.
A medida que los dispositivos se miniaturizan, su susceptibilidad a las influencias ambientales adquiere una mayor relevancia, brindando información sobre las alteraciones dinámicas dentro del sistema. La manifestación de fluctuaciones intrínsecas derivadas del ruido térmico, combinadas con perturbaciones externas como las mediciones y el control de retroalimentación, influyen profundamente en los dispositivos a pequeña escala. La caracterización preventiva de dicho comportamiento estocástico es invaluable, proporcionando una comprensión integral de las limitaciones operativas inherentes a estos dispositivos.
La madurez de un transistor térmico cuántico funcional aún está en una etapa incipiente, lo que requiere un perfeccionamiento continuo. Al mismo tiempo, nuestra publicación actual establece un marco pionero, y nuestra investigación futura aspira a estudiar las dinámicas complejas de estos dispositivos cuando se someten a control de retroalimentación a través de mediciones continuas. Es crucial destacar que la retroalimentación cuántica exhibe características distintas de su contraparte electrónica clásica. En consecuencia, una exploración exhaustiva es imperativa para determinar la integración perfecta de los mecanismos de retroalimentación cuántica en transistores térmicos, allanando el camino para el surgimiento de sistemas de gestión de calor innovadores y altamente eficientes.
Uthpala N. Ekanayake obtuvo su licenciatura en ingeniería eléctrica y electrónica (con honores de primera clase) en la Universidad de Peradeniya, Sri Lanka. Actualmente es candidata a doctorado y miembro del Laboratorio de Computación Avanzada y Simulaciones en el Departamento de Ingeniería de Sistemas Eléctricos y de Computadoras de la Universidad de Monash, Australia, bajo la supervisión del profesor Malin Premaratne.
Malin Premaratne obtuvo varios títulos de la Universidad de Melbourne, incluyendo una licenciatura en matemáticas, una licenciatura en ingeniería eléctrica y electrónica (con honores de primera clase) y un doctorado en 1995, 1995 y 1998, respectivamente. Actualmente es profesor titular en la Universidad de Monash Clayton, Australia. Su experiencia se centra en la teoría, simulación y diseño de dispositivos cuánticos, utilizando los principios de la electrodinámica cuántica. El enfoque único del profesor Premaratne armoniza la profunda física teórica con los métodos pragmáticos de ingeniería eléctrica, estableciendo un nexo interdisciplinario entre la física fundamental y la tecnología de ingeniería translacional. Reconocido por sus importantes contribuciones a la óptica y la fotónica, ha recibido numerosas becas, incluyendo la Fellow de la Optical Society of America (FOSA), la Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers USA (FSPIE), el Institute of Physics U.K. (FInstP), el Institution of Engineering and Technology U.K. (FIET) y el Institute of Engineers Australia (FIEAust).
Deja una respuesta