SMV-2023-41: Absorptivní povlaky pro kvantové počítače

0580078 - ÚPT 2024 RIV CZ cze V - Výzkumná zpráva
Králík, Tomáš
SMV-2023-41: Absorptivní povlaky pro kvantové počítače.
[SMV-2023-41: Absorptive coatings for quantum computers.]
Brno: Bluefors Oy, 2023. 6 s.
Zdroj financování: N - neveřejné zdroje
Klíčová slova: emissivity * thermal radiation * cryogenics * coating
Obor OECD: Thermodynamics

Uvedený smluvní výzkum se zaměřoval na termální analýzu absorptivních vrstev vytvořených anodickou oxidací na hliníkové slitině, které jsou optimalizované pro využití při extrémně nízkých teplotách. Tyto specifické vrstvy byly koncipovány pro nízkoteplotní části kvantových počítačů, kde hrají klíčovou roli při eliminaci odrazu tepelného záření z teplejších oblastí kryostatu s počítačem do oblastí s ultra nízkou teplotou. Dalšími klíčovými požadavky na tyto absorptivní vrstvy je vysoká tepelná vodivost, nezbytná pro efektivní přenos tepla v rámci kvantového počítače, dobrá mechanická stability a extrémně nízké odplyňování, aby bylo zajištěno dlouhodobé funkční chování vrstev v náročných nízkoteplotních podmínkách. Cílem tohoto výzkumu bylo nejen ověřit totální hemisférickou emisivitu tří specifických typů povlaků v rozsahu teplot od 10 K do 300 K. Emisivita je v tomto případě vhodným ukazatelem tepelně absorptivní chování vrstvy. V tomto kontextu byla provedena systematická studie emisivity těchto vrstev v celém spektru teplotních podmínek relevantních pro kvantové počítače. Tato rozsáhlá analýza měla za cíl poskytnout zjistit vhodnosti těchto absorptivních vrstev pro aplikace v oblasti nízkoteplotních technologií, s důrazem na požadavky kvantových počítačů.

This contract research focused on the thermal analysis of absorptive layers created by anodic oxidation on aluminium alloy, which are optimized for use at extremely low temperatures. These specific layers were designed for the low-temperature parts of quantum computers, where they play a key role in eliminating the reflection of thermal radiation from the hotter areas of the computer cryostat to the ultra-low temperature areas. Other key requirements for these absorptive layers are high thermal conductivity, necessary for efficient heat transfer within a quantum computer, good mechanical stability and extremely low outgassing to ensure long-term functional behaviour of the layers in challenging low-temperature conditions. The goal of this research was not only to verify the total hemispheric emissivity of three specific types of coatings in the temperature range from 10 K to 300 K. In this case, emissivity is a suitable indicator of the thermal absorptive behaviour of the layer. A study of the emissivity of these layers in the entire spectrum of temperature conditions relevant for quantum computers was carried out. This extensive analysis was intended to provide an insight into the suitability of these absorptive layers for applications in the field of low-temperature technologies, with an emphasis on the requirements of quantum computers.
Trvalý link: https://hdl.handle.net/11104/0348850