物理学者は、古典的な材料を独自の量子特性を持つ材料に置き換えることで、長い間不可能と考えられていた偉業を達成できる超伝導回路を作成しました。
ドイツ、オランダ、米国の研究者によって行われたこの発見は、超伝導回路の性質とその電流を利用して実用的なアプリケーションを見つける方法についての古くからの考えを覆します。 超伝導の物理学に基づく無駄の少ない高速回路は、スーパーコンピューター技術を新しいレベルに引き上げる絶好の機会を提供します。
残念なことに、この軽量な形の電流を非常に便利にする特性は、通常の電気部品の超伝導バージョンを設計する際に無限の課題をもたらします.
たとえば、ダイオードなどの単純なものを取り上げます。 このエレクトロニクスの基本単位は、電流の一方通行標識のようなもので、電子の動きを調整、変換、および調整する手段を提供します。
超伝導材料では、これらの個々の電子のアイデンティティが曖昧になり、クーパー対と呼ばれるパートナーが形成され、パートナーシップの各粒子がより一般的な電流のエネルギーを消耗する衝撃から逃れる機会が与えられます。 しかし、通常の抵抗の法則がなければ、物理学者は超伝導電子を同じ方向に移動させることができませんでした。これは、超伝導電子が常に「相互」と呼ばれる挙動を示すためです。
超伝導は（少なくとも磁場を操作しなければ）相反性を破ることができないというこの基本的な仮定は、この分野での研究が始まって以来続いています。 率直に言って、これはエンジニアにとって避けられないハードルです。
この取り組みは、クーパーペアでさえも一方通行に導くことができる量子コンポーネントとの一種の接続を示す実験に続いて、再検討する必要があるかもしれません. ジョセフソン接合は、一対の超伝導材料を分離する非超伝導材料の薄いストリップです。 材料が十分に薄い場合、電子は妨げられずに通過できます。 一定レベル以下では、この過電流には電圧がありません。 臨界点では、波状に急速に振動する電圧が発生し、量子コンピューターなどのアプリケーションで使用できます。
この電流が常に一方向のみに流れるようにすることは、以前は外部磁場によって可能でした。 しかしチームは、金属ニオブに基づく二次元格子を使用すれば、場を省略して材料の量子特性だけに頼ることができることを発見しました。
チームは、発見を立証するために必要なすべてのボックスにチェックを入れたと確信しています. しかし、次世代コンピューティングの中心に超伝導体が登場するまでには、まだ長い道のりがあります。
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