Dioda superkonduktor terpilin capai efisiensi 27,6%, yang menurut simulasi cocok untuk qubit

Para peneliti dari Universitas Florida, Universitas Nasional Cheng Kung di Taiwan, Akademi Ilmu Pengetahuan Slovakia, dan Universitas Negeri New York di Buffalo menjelaskan sebuah dioda superkonduktor yang dibuat dari NbSe2 terpilin, yang ditujukan untuk sirkuit kuantum superkonduktor yang lebih senyap. Makalah karya Han Zhong, Denis Kochan, Igor Žutić, dan Yingying Wu ini terbit di Nature Communications pada 10 Oktober 2026. Halaman jurnal tersebut menyebutnya sebagai riset yang telah ditelaah sejawat dan diterima, yang dirilis lebih awal: versi akses terbukanya dapat dikutip, tetapi masih mungkin disunting sebelum Version of Record final menggantikannya.

Masalah yang ditangani tim ini adalah bahwa sinyal dalam sirkuit superkonduktor dapat merambat ke dua arah. Menurut para penulis, hal ini memungkinkan pantulan dan aksi balik membawa derau dari lingkungan sekitar kembali ke bagian koheren sirkuit, sehingga menurunkan fidelitas. Dioda superkonduktor bersifat nonresiprokal, artinya memperlakukan kedua arah secara berbeda, sehingga menawarkan cara untuk menekan hamburan balik semacam itu di dalam sirkuit itu sendiri. Namun, para penulis mencatat bahwa efisiensi dioda semacam ini dan integrasinya ke dalam perangkat keras kuantum sejauh ini masih terbatas.

Untuk eksperimennya, tim membuat dioda dari NbSe2 dan mengoperasikannya dalam medan magnet yang diterapkan baik sejajar bidang perangkat maupun tegak lurus terhadapnya. Menurut abstrak, pelintiran sebesar 1° saja meningkatkan efisiensi dioda dibandingkan perangkat murni tanpa pelintiran, menjadi 27,6%.

Angka tersebut masih jauh dari nilai ideal 100%. Para penulis berpendapat bahwa ini bukan kelemahan: simulasi kuantum mereka menunjukkan bahwa efisiensi dalam rentang menengah ini realistis untuk dicapai di laboratorium sekaligus merupakan pilihan terbaik untuk menjaga anharmonisitas qubit dan menstabilkan sistem dua tingkat. Dengan kata lain, makalah tersebut menyatakan bahwa rektifikasi sekuat mungkin, yaitu efek satu arah dari dioda, tidak otomatis paling bermanfaat bagi informasi kuantum.

Para penulis menyajikan hal ini sebagai prinsip desain baru untuk sifat-sifat dasar superkonduktor terpilin, dengan sirkuit kuantum berdaya rendah dan berfidelitas tinggi sebagai tujuannya. Penyandang dana yang tercantum dalam makalah antara lain National Science Foundation AS, Departemen Energi AS, Akademi Ilmu Pengetahuan Slovakia, Badan Riset dan Pengembangan Slovakia, serta Dewan Sains dan Teknologi Nasional Taiwan. Para penulis menyatakan tidak memiliki konflik kepentingan.