Συστραμμένη υπεραγώγιμη δίοδος φτάνει σε απόδοση 27,6%, τιμή που σύμφωνα με προσομοιώσεις ταιριάζει στα qubit

Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Φλόριντα, το Εθνικό Πανεπιστήμιο Cheng Kung της Ταϊβάν, την Ακαδημία Επιστημών της Σλοβακίας και το Κρατικό Πανεπιστήμιο της Νέας Υόρκης στο Μπάφαλο περιέγραψαν μια υπεραγώγιμη δίοδο από συστραμμένο NbSe2, με στόχο πιο αθόρυβα υπεραγώγιμα κβαντικά κυκλώματα. Η εργασία, των Han Zhong, Denis Kochan, Igor Žutić και Yingying Wu, δημοσιεύθηκε στο Nature Communications στις 10 Οκτωβρίου 2026. Η σελίδα του περιοδικού τη χαρακτηρίζει έρευνα με αξιολόγηση από ομοτίμους που έχει γίνει δεκτή και δημοσιεύεται πρόωρα: η έκδοση ανοικτής πρόσβασης μπορεί να παρατίθεται, αλλά ενδέχεται να υποστεί ακόμη επιμέλεια προτού την αντικαταστήσει η τελική Version of Record.

Το πρόβλημα που αντιμετωπίζει η ομάδα είναι ότι τα σήματα στα υπεραγώγιμα κυκλώματα μπορούν να διαδίδονται και προς τις δύο κατευθύνσεις. Σύμφωνα με τους συγγραφείς, αυτό επιτρέπει σε ανακλάσεις και φαινόμενα αντίδρασης να μεταφέρουν θόρυβο από το περιβάλλον πίσω στα σύμφωνα τμήματα του κυκλώματος, γεγονός που μειώνει την πιστότητα. Μια υπεραγώγιμη δίοδος είναι μη αμοιβαία, δηλαδή αντιμετωπίζει διαφορετικά τις δύο κατευθύνσεις, και έτσι προσφέρει έναν τρόπο καταστολής αυτής της οπισθοσκέδασης μέσα στο ίδιο το κύκλωμα. Οι συγγραφείς σημειώνουν ωστόσο ότι η απόδοση αυτών των διόδων και η ενσωμάτωσή τους στο κβαντικό υλισμικό ήταν μέχρι στιγμής περιορισμένες.

Για το πείραμα, η ομάδα κατασκεύασε τη δίοδο από NbSe2 και τη λειτούργησε σε μαγνητικά πεδία που εφαρμόζονταν τόσο στο επίπεδο της διάταξης όσο και κάθετα σε αυτό. Η εισαγωγή συστροφής μόλις 1° αύξησε την απόδοση της διόδου σε σύγκριση με άθικτες διατάξεις χωρίς συστροφή, στο 27,6%, σύμφωνα με την περίληψη της εργασίας.

Η τιμή αυτή απέχει πολύ από το ιδανικό 100%. Οι συγγραφείς υποστηρίζουν ότι αυτό δεν αποτελεί μειονέκτημα: οι κβαντικές προσομοιώσεις τους δείχνουν ότι μια απόδοση σε αυτό το ενδιάμεσο εύρος είναι τόσο ρεαλιστικά εφικτή στο εργαστήριο όσο και η καλύτερη επιλογή για τη διατήρηση της αναρμονικότητας των qubit και για τη σταθεροποίηση συστημάτων δύο επιπέδων. Με άλλα λόγια, η εργασία αναφέρει ότι η ισχυρότερη δυνατή ανόρθωση, δηλαδή η μονόδρομη λειτουργία μιας διόδου, δεν εξυπηρετεί αυτομάτως με τον καλύτερο τρόπο την κβαντική πληροφορία.

Οι συγγραφείς το παρουσιάζουν ως νέα αρχή σχεδιασμού για τις βασικές ιδιότητες των συστραμμένων υπεραγωγών, με στόχο κβαντικά κυκλώματα χαμηλής ισχύος και υψηλής πιστότητας. Στους χρηματοδότες που αναφέρονται στην εργασία περιλαμβάνονται το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών των ΗΠΑ, το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ, η Ακαδημία Επιστημών της Σλοβακίας, ο Σλοβακικός Οργανισμός Έρευνας και Ανάπτυξης και το Εθνικό Συμβούλιο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Ταϊβάν. Οι συγγραφείς δηλώνουν ότι δεν έχουν ανταγωνιστικά συμφέροντα.