窗户可以让光线进入室内空间，但也会带来不必要的热量。空调需要非常努力才能降温。为了解决这个问题，并通过量子窗户技术提高节能效果，研究人员采用了透明辐射冷却器 (TRC) 涂层。
圣母大学能源研究系 Dorini 家族教授罗腾飞和博士后研究员金成敏开发了一种用于窗户的透明涂层。
这种涂层或透明辐射冷却器（TRC）能够阻挡产生热量的紫外线和红外线。无论太阳角度如何，它只允许可见光通过。它可以用于现有的窗户和汽车，并在炎热气候下帮助降低超过三分之一的空调成本。
应对太阳角度变化的有效设计
该研究的主要作者罗腾飞表示：“阳光与窗户之间的角度一直在变化。无论太阳在天空中的位置如何，我们的涂层都能保持其功能性和效率。”
在最近的许多研究中，窗户涂层仅优化了以直角进入房间的光线。但这是不可行的。中午通常是一天中最热的时候，太阳光线往往会以斜角进入垂直安装的窗户。
创新材料和技术
此前，罗教授及其博士后研究员金成敏（Seongmin Kim）以玻璃为基底，在其上堆叠超薄的氧化铝、二氧化硅和二氧化钛层，制成了一种透明窗口涂层。他们还在其上添加了一层微米级的硅聚合物。这一添加有助于增强结构的冷却能力，使其能够将热辐射反射通过大气窗口进入外太空。
罗教授表示：“为了确保涂层能够适应不同角度的太阳光，还需要对涂层的层序进行进一步优化。然而，考虑到可能的组合数量庞大，反复试验的方法并不实际。”
研究人员意识到，要找到材料和层的最佳组合，需要优化工艺流程。因此，为了优化工艺流程，罗教授和金教授共同建立了一个计算模型。然后，他们利用量子机器学习（QML）算法来寻找最佳的材料和层组合。
但你认为呢？拉上百叶窗真的能节能吗？
结果与应用
- 材料最终 是一种厚度为 1.2 微米的透明窗户涂层。
- 它似乎比市场上其他同类产品效果更好。
- 他们的模型创造了一种既能保持透明度又能 降低温度（5.4 至 7.2 摄氏度或 9.7 至 13 华氏度）。
- 即使光线以很宽的角度传输，它也能够在模型室中实现这一点。
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这个项目展示了量子计算如何真正助力科研过程。它可用于设计具有复杂特性的各种材料。因此，利用量子窗口技术实现节能将对许多不同领域大有裨益。
