&bala; Física 18, S97
Uma versão térmica de um transistor pode ajudar a controlar o fluxo de calor em sistemas quânticos criogênicos.
Muitas tecnologias quânticas funcionam apenas em temperaturas de ultralow. Gerenciar o fluxo de calor nesses sistemas é essential para proteger seus componentes sensíveis. Agora Matteo Pioldi e seus colegas no Instituto de Nanociência da CNR e no Scuola Normale Superiore, ambos em Pisa, Itália, criaram um análogo térmico de um transistor que poderia facilitar esse gerenciamento de calor (1). Assim como um transistor pode controlar as correntes elétricas, o novo dispositivo tem o potencial de controlar as correntes de calor em sistemas quânticos criogênicos.
O tipo mais comum de transistor possui três terminais elétricos: a fonte, o portão e o dreno. O ajuste da tensão aplicado ao portão altera a força da corrente elétrica que flui da fonte para o dreno. No dispositivo proposto, um reservatório térmico baseado em semicondutores serve como fonte e reservatórios térmicos metálicos servem como portão e o dreno. Um segundo reservatório baseado em semicondutores troca calor com a fonte através de fótons e com o portão e o dreno através dos elétrons. Alterar a temperatura do portão afeta a facilidade com que o calor flui através do dispositivo e, por sua vez, altera a força da corrente de calor que flui da fonte para o dreno.
Pioldi e seus colegas realizaram simulações numéricas de seu dispositivo em uma configuração realista a temperaturas de ultralow. Eles descobriram que uma pequena mudança na força da corrente de calor proveniente do portão poderia causar a força da corrente entre a fonte e o dreno para aumentar em uma quantidade 15 vezes maior. Eles dizem que seu dispositivo pode melhorar o gerenciamento do calor em circuitos quânticos e, assim, ajudar a otimizar os sensores quânticos, computadores quânticos e outros sistemas quânticos sensíveis à temperatura.
–Ryan Wilkinson
Ryan Wilkinson é um editor correspondente para Revista de Física com sede em Durham, Reino Unido.
Referências
- M. Pioldi et al.“Amplificador de calor fotônico com base em um semicondutor desordenado”. Phys. Rev. Appl. 24014055 (2025).
