Открытие ученых США соединяет сверхпроводимость с полупроводниками

Сверхпроводящая электроника возникла как многообещающая альтернатива классическим и квантовым вычислениям, хотя их использование в высокопроизводительных вычислениях требует сначала резко сократить количество проводов, соединяющих электронику с низкотемпературными сверхпроводящими схемами. Чтобы увеличить размеры систем и сделать их более эффективными, необходимо найти способ замены обычных компонентов, таких как полупроводники, на сверхпроводящие.

Эту задачу попытались решить специалисты из Массачусетского технологического института, https://news.mit.edu/2025/closing-superconducting-semiconduc... MIT News. В частности, они работали над давней проблемой преобразования переменного тока в постоянный на чипе при чрезвычайно низких криогенных температурах, необходимых для сверхпроводников. Если ее не решить, то масштабируемость энергоэффективных сверхпроводящих схем с быстрой одноквантовой логикой окажется низкой.

Ученые создали сверхпроводящие выпрямители на основе сверхпроводящих диодов — устройства, которые могут преобразовывать переменный ток в постоянный на том же чипе. Они позволяют эффективно подавать постоянный ток, необходимый для работы классических и квантовых сверхпроводящих процессоров.

Два года назад эти ученые уже разработали сверхпроводящие диоды из очень тонких слоев материала, которые демонстрируют однонаправленный поток тока и могут быть сверхпроводящим аналогом стандартных полупроводников. Теперь, создав диодную мостовую схему, они продемонстрировали успешную интеграцию четырех сверхпроводящих диодов и реализовали выпрямление переменного тока в постоянный при криогенных температурах.

Новый подход позволит значительно сократить тепловой и электромагнитный шум, проникающий из окружающей среды в криогенные схемы.

Также сверхпроводящие диоды могут служить изоляторами или циркуляторами, помогающими изолировать сигналы кубитов от внешнего воздействия.

Успешное объединение нескольких сверхпроводящих диодов в интегральную схему — ключевой шаг к превращению сверхпроводящих вычислений в практическую реальность.

Спустя почти 40 лет после открытия сверхпроводимости оксида меди исследователи из Сингапура https://news.mit.edu/2025/closing-superconducting-semiconduc... и синтезировали принципиально новый материал — сверхпроводящий оксид, не содержащий меди и способный обеспечивать сверхпроводимость при температуре около 40 Кельвинов (около -233 °С) при давлении окружающей среды.