想象一下冰箱如此寒冷，它可以将原子变成量子状态，给予他们独特的属性，违反了古典物理规则。
在发表的论文中物理评论适用，罗切斯特大学的物理学教授和他的研究生Sreenath Manikandan，以及意大利的巢穴instituto nanoscienze-cnr和scuola normale superiore的同事弗朗西斯科·戈阿佐托的物理学教授将原子冷却到几乎绝对的零温度（约459华氏度）。科学家们可以使用基于超导性的量子特性的冰箱，以促进和增强超快量子计算机的量子传感器或电路的性能。
什么是超导性？
材料进行电力有多好被称为电导率。当材料具有高导电性时，它容易允许电流流过它。例如，金属是良好的导体，而木材或围绕金属线包裹的屏蔽是绝缘体。但是，虽然金属线是良好的导线，但它们仍然因摩擦而遇到阻力。
在理想的场景中，材料会导电电力而不会遇到抵抗力;也就是说，它将无限期地携带电流而不会失去任何能量。这正是超导体发生的事情。
“当你将系统冷却到极端温度时，电子进入量子状态，在那里他们的行为更像是一个没有阻力的集体流体，”Manikandan说。“这是通过在超导体形成对中的电子实现的，称为Cooper对，在非常低的温度下。”
研究人员认为，如果它们足够冷，则所有金属都可以成为超导体，但每个金属具有不同的“临界温度”，其电阻消失。
“当你达到这个神奇的温度时 - 这不是一个渐进的事情，它是一个突然的事情 - 突然的抵抗只是摇滚般的岩石到零，并且发生了一个相间的阶段，”约旦说。“据我所知，一个实用的超导冰箱尚未完成。”
传统冰箱的相似之处
超导量子冰箱使用超导性原理来操作并产生超冷环境。然后冷静有利于产生增强量子技术所需的量子效应。超导量子冰箱将产生一个环境，由此研究人员可以将材料改变为超导状态 - 类似于将材料改变为气体，液体或固体。
虽然超导量子冰箱在一个人的厨房里不适合使用，但Jordan说，虽然在一个人的厨房里，操作原则与传统的冰箱相似。“您的厨房冰箱与我们的超导冰箱有什么共同之处，它使用相位过渡来获得冷却功率。”
如果你进入你的厨房并站在你的冰箱里，你会注意到里面很冷，但背面温暖。传统的冰箱通过使其内容物冷却，而是通过去除热量来操作。通过将流体 - 制冷剂 - 冷热储存器之间移动，并将其从液体改变为气体来实现这一点。
“冰箱没有什么都没有冒险，”约旦说。“能源保护原则。热量是一种能量，因此冰箱从一个空间区域加热并将其带到另一个区域。“
在传统的冰箱中，液态中的制冷剂通过膨胀阀。当液体被扩展时，其压力和温度降至转变为气态时。现在冷的制冷剂通过冰箱内侧的蒸发器线圈，从冰箱内容物中吸收热量。然后通过由电力供电的压缩机重新压缩，提高其温度和压力，甚至更大，然后将其从气体转向热液体。冷凝的热液体，比外部环境更热，流过冰箱外侧的冷凝器线圈，向环境辐射热量。然后将液体重新进入膨胀阀并重复循环。
超导体冰箱类似于传统的冰箱，因为它在热和冷藏储存器之间移动材料。然而，代替从液态改变到气体的制冷剂，金属中的电子从配对的超导状态变为未配对的正常状态。
“我们正在与传统的冰箱完全相同，但是用超导体，”Manikandan说。
超导量子冰箱的内部工作
在超导量子冰箱中，研究人员在已经冷的低温稀释冰箱中放置了一堆金属金属：
堆叠的底层是超导铌的片，其用作热储存器，类似于传统冰箱外的环境
中间层是超导体钽，其是工作物质，类似于传统冰箱中的制冷剂
顶层是铜，是冷藏油，类似于传统冰箱的内部
当研究人员慢慢地向铌施加电流时，它们产生渗透中间钽层的磁场，使其超导电子造成覆盖，过渡到它们的正常状态，冷却。现在冷的钽层从现在的温暖铜层吸收热量。然后，研究人员慢慢关闭磁场，使钽中的电子对并转换回超导状态，并且钽变得比铌层更热。然后将过热转移到铌中。循环重复，保持顶部铜层中的低温。
这类似于传统冰箱中的制冷剂，从冷却的循环转变为膨胀成气体并将其烫发到流体中。But because the working substance in the quantum superconducting refrigerator is a superconductor, “it’s instead the cooper pairs that unpair and get colder when you apply a magnetic field slowly at very low temperatures, taking the current state-of-the-art refrigerator as a baseline and cooling it even more,” Manikandan says.
当你使用厨房冰箱来储存牛奶和蔬菜，研究人员可以放在超导量子冰箱里？
“你用厨房冰箱来冷却你的食物，”约旦说。“但这是一个超级，超级冷冰箱。”超导量子冰箱代替储存食物，可以使用超导量子冰箱来存储像Qubits的东西，Qualum Computer的基本单元，通过将它们放在金属堆叠的顶部。研究人员还可以使用冰箱来冷却量子传感器，这些传感器非常有效地测量光线，并且可用于研究恒星和其他星系，并且可用于在MRI机器中开发更有效的深层组织成像。
“考虑这项工作真是太棒了，这真是太棒了。这一切都基本上是能量，并将其转化为转化性热量。“
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