Модулната криогенна система на IBM се охлажда до под 15 миликелвина — съвсем близо до абсолютната нула, разказва Engadget. За сравнение, температурата, свързана с остатъчното излъчване от Големия взрив в далечния космос, е около 2,7 келвина. Този екстремен студ има конкретна задача: да ограничи топлинните смущения, които могат да нарушат работата на кубитите — носителите на информация в квантовия процесор.

За разлика от обикновения бит, който е или 0, или 1, кубитът може да бъде в суперпозиция на тези състояния. Кубитите могат и да бъдат свързани така, че информацията за един да дава информация за останалите. Тези квантови свойства обаче са чувствителни дори към малки количества енергия от околната среда. Топлинните смущения могат да нарушат състоянието на кубитите и взаимодействията помежду им. Загубата на квантовата кохерентност се нарича декохеренция и увеличава вероятността за грешен резултат.

За достигането на толкова ниски температури се използва хладилник с разреждане, който наподобява висящ метален полилей. Той има поредица от метални плочи, като всяко следващо ниво надолу е по-студено. Най-горната част е при стайна температура, а процесорът се намира най-долу — в най-студената зона.

Самото управление на кубитите обаче внася нежелана топлина. Проводниците идват от оборудване при стайна температура и провеждат топлина към студената част. Повече кубити означават повече управляващи проводници и по-голямо топлинно натоварване. Така разрастването на машината усложнява и охлаждането ѝ.

Не всяка квантова машина се нуждае от такъв хладилник. При системите с неутрални атоми, като тези на QuEra, отделни атоми се задържат в малка вакуумна камера и се охлаждат с лазери до микрокелвинови температури. Стените на камерата и околното оборудване остават при стайна температура. Тъй като няма същата студена конструкция, която проводниците да затоплят, проблемът с внасяната от тях топлина до голяма степен отпада.

При фотонните квантови компютри носители на информация са частици светлина. Много от компонентите им работят при стайна температура, но детекторите за единични фотони обикновено все пак изискват охлаждане. Различните подходи заменят трудностите с охлаждането с други предизвикателства: при атомните системи това е задържането на хиляди атоми, а при фотонните — надеждното регистриране на единични фотони.