ВНИИНМ разрабатывает инновационную сверхпроводниковую технологию для квантовых компьютеров

Но в ближайшие годы ученые обещают добавить этим материалам новое, прикладное, назначение. Например, высокотемпературные сверхпроводники можно использовать для ракетных двигателей, а низкотемпературные — ?для квантовых компьютеров.

Под высокотемпературными сверхпроводниками принято понимать сверхпроводники с критической температурой выше точки кипения азота (77 К или ?196 °C), а под низкотемпературными — ниже этой точки.

Сейчас речь про низкотемпературные сверхпроводники, которые применяются в квантовых технологиях. Сверхпроводящие квантовые компьютеры работают при температуре на сотые доли кельвина выше нуля. Чтобы достичь такой низкой температуры используют специальные криостаты разбавления. Чтобы подводить электрический сигнал к кубитам (наименьшей единице информации в квантовом компьютере) и при этом минимизировать их нагрев, надо использовать сверхпроводящие кабели, которые обладают низкой теплопроводностью и не имеют электрического сопротивления. Заменить сверхпроводники ничем нельзя, другие электропроводные сплавы хорошо проводят и тепло, а значит — могут вызвать сбои в работе системы. Кубиты очень чувствительны к внешним воздействиям и теряют свои свойства из-за электромагнитных полей, тепла и столкновений с молекулами воздуха. Любые шумы, в том числе тепловые, нарушат квантовую связанность, на которой основана работа таких систем. В качестве материала многие специалисты предлагают использовать сплавы наполовину состоящие из титана.

Недавно, к примеру, специалисты ВНИИНМ им. Бочвара предложили инновационную конструкцию: полужесткая ниобий-титановая трубка с тонкими, порядка 100 мк, стенками, внутри — центральный проводник диаметром около 200 мк. При этом важно, чтобы трубки и центральный проводник были очень гладкими и ровными: любая неоднородность на поверхности повлечет потерю сигнала. Если исследователям удастся «подружить» сверхпроводники с кубитами и сделать работу системы стабильно — нас ждет настоящая революция в технике.