NIST 传感器专家发明超低温迷你温度计
美国国家标准与技术研究院 (NIST) 的研究人员发明了一种微型超导温度计，具有很大的应用潜力，例如监测超导量子计算机中处理器芯片的温度，该计算机必须保持低温才能正常工作。
温度计测量的温度低于 1 开尔文（负 272.15°C/负 457.87°F），低至 50 毫开尔文 (mK) 和可能的 5 mK。它比传统的芯片级低温温度计更小、更快、更方便，可量产。
该技术是 NIST 用于望远镜相机的定制超导传感器的衍生产品。新的温度计尺寸仅为 2.5 x 1.15 毫米，可以嵌入或粘贴到另一个低温微波设备中，以便在安装在芯片上时测量其温度。研究人员使用温度计演示了对超导微波放大器加热的快速、准确测量。
“这是一个有趣的想法，很快就变成了非常有用的东西，”小组负责人 Joel Ullom 说。 “温度计使研究人员能够以极低的成本测量其测试包中各种组件的温度，而无需引入大量额外的电气连接。这有可能使从事量子计算或在广泛领域使用低温传感器的研究人员受益。”
温度计由涂有二氧化硅的超导铌谐振器组成。涂层与谐振器相互作用以改变其自然振动的频率。科学家怀疑这是由于原子在两个位点之间“隧穿”，这是一种量子力学效应。
NIST 温度计基于谐振器的自然频率取决于温度这一原理的新应用。温度计将频率变化映射到温度。相比之下，用于低于开尔文温度的传统温度计是基于电阻的。它们需要布线到室温电子设备，增加了复杂性并可能导致发热和干扰。
NIST 温度计在大约 5 毫秒内测量温度，比大多数传统电阻温度计大约十分之一秒要快得多。 NIST 温度计也很容易制造，只需一个工艺步骤。它们可以批量生产，在 3 英寸（约 75 毫米）的硅片上安装了 1200 多个。
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