Прощай, дорогой гелий: китайский сплав охлаждает электронику до абсолютного нуля

Китайские исследователи, похоже, нашли способ обойти одно из самых дорогих препятствий на пути к квантовому будущему. Речь идет о критической зависимости от гелия-3 — чрезвычайно редкого изотопа, цена которого заставляет финансовых директоров технологических компаний нервно вздрагивать. Как сообщает South China Morning Post, ученые разработали твердотельный охлаждающий модуль на основе редкоземельного сплава, который достигает температур, близких к абсолютному нулю, без капли дефицитного газа.

Для работы квантовых процессоров или сверхчувствительных сенсоров нужен экстремальный холод — примерно -273 °C. Традиционно это достигается с помощью рефрижераторов растворения, использующих смесь гелия-4 и гелия-3. Проблема в том, что гелий-3 не добывается из земли в промышленных масштабах: это побочный продукт распада трития, который используется в ядерном оружии. Его мало, он дорог, а логистика поставок часто напоминает шпионский триллер.

Китайская разработка основана на соединении европия, кобальта и алюминия (EuCo2Al9). Этот сплав использует принцип адиабатического размагничивания (ADR). Если максимально упростить: материал намагничивают, он выделяет тепло, которое отводят, а затем размагничивают — и он резко охлаждается. Ранее этот метод считался вспомогательным, но новый состав металлов делает его полноценной альтернативой газовым системам.

Метод ADR известен давно, но ранее он имел существенный недостаток. Материалы, которые использовались (обычно парамагнитные соли), имели ужасную теплопроводность. Они отлично охлаждали сами себя, но почти не могли передать этот холод другим компонентам, например, тому же квантовому чипу. Это как иметь холодильник, который внутри ледяной, но его полки сделаны из толстого пенопласта — продукты