Gedraaide supergeleidende diode haalt 27,6% efficiëntie, wat volgens simulaties geschikt is voor qubits

Onderzoekers van de University of Florida, de National Cheng Kung University in Taiwan, de Slowaakse Academie van Wetenschappen en de State University of New York at Buffalo hebben een supergeleidende diode van gedraaid NbSe2 beschreven, bedoeld voor stillere supergeleidende kwantumcircuits. Het artikel van Han Zhong, Denis Kochan, Igor Žutić en Yingying Wu verscheen op 10 oktober 2026 in Nature Communications. Volgens de pagina van het tijdschrift gaat het om peer-reviewed, geaccepteerd onderzoek dat vroegtijdig wordt vrijgegeven: de open-accessversie is citeerbaar, maar kan nog worden bewerkt voordat de definitieve Version of Record ervoor in de plaats komt.

Het probleem dat het team aanpakt, is dat signalen in supergeleidende circuits in beide richtingen kunnen lopen. Volgens de auteurs kunnen reflecties en terugwerking daardoor ruis uit de omgeving terugvoeren naar de coherente delen van het circuit, wat de fideliteit verlaagt. Een supergeleidende diode is niet-reciprook, wat betekent dat hij de twee richtingen verschillend behandelt, en biedt zo een manier om zulke terugverstrooiing binnen het circuit zelf te onderdrukken. De auteurs merken echter op dat de efficiëntie van deze diodes en hun integratie in kwantumhardware tot nu toe beperkt zijn gebleven.

Voor het experiment bouwde het team de diode van NbSe2 en liet het hem werken in magnetische velden die zowel in het vlak van het component als loodrecht daarop werden aangelegd. Een draaiing van slechts 1° verhoogde de efficiëntie van de diode ten opzichte van ongerepte componenten zonder draaiing, tot 27,6%, aldus de samenvatting van het artikel.

Dat cijfer ligt ruim onder de ideale 100%. Volgens de auteurs is dat geen nadeel: hun kwantumsimulaties geven aan dat een efficiëntie in dit middengebied zowel realistisch haalbaar is in het lab als de beste keuze om de anharmoniciteit van qubits intact te houden en tweeniveausystemen te stabiliseren. Met andere woorden: het artikel stelt dat de sterkst mogelijke gelijkrichting, het eenrichtingseffect van een diode, niet automatisch het best is voor kwantuminformatie.

De auteurs presenteren dit als een nieuw ontwerpprincipe voor de basiseigenschappen van gedraaide supergeleiders, met energiezuinige kwantumcircuits met hoge fideliteit als doel. Tot de financiers die in het artikel worden genoemd behoren de Amerikaanse National Science Foundation, het Amerikaanse ministerie van Energie, de Slowaakse Academie van Wetenschappen, het Slowaakse agentschap voor onderzoek en ontwikkeling en de National Science and Technology Council van Taiwan. De auteurs verklaren geen tegenstrijdige belangen te hebben.