Скрученный сверхпроводящий диод достиг эффективности 27,6%, и моделирование указывает, что это подходит для кубитов

Исследователи из Университета Флориды, Национального университета Чэнкун на Тайване, Словацкой академии наук и Университета штата Нью-Йорк в Буффало описали сверхпроводящий диод из скрученного NbSe2, предназначенный для менее шумных сверхпроводящих квантовых схем. Статья авторов Han Zhong, Denis Kochan, Igor Žutić и Yingying Wu вышла в Nature Communications 10 октября 2026 года. На странице журнала она названа рецензируемой принятой работой, которую журнал публикует досрочно: версия в открытом доступе пригодна для цитирования, но ещё может быть отредактирована, прежде чем её заменит окончательная Version of Record.

Команда решает проблему того, что сигналы в сверхпроводящих схемах могут распространяться в обоих направлениях. По словам авторов, из-за этого отражения и обратное воздействие могут переносить шум из окружения обратно в когерентные части схемы, что снижает точность. Сверхпроводящий диод невзаимен, то есть по-разному ведёт себя в двух направлениях, поэтому он даёт способ подавлять такое обратное рассеяние внутри самой схемы. Однако авторы отмечают, что эффективность таких диодов и их интеграция в квантовое оборудование до сих пор были ограничены.

Для эксперимента команда изготовила диод из NbSe2 и использовала его в магнитных полях, приложенных как в плоскости устройства, так и перпендикулярно ей. Как говорится в аннотации, скручивание всего на 1° повысило эффективность диода по сравнению с исходными устройствами без скручивания — до 27,6%.

Это значение заметно ниже идеальных 100%. Авторы утверждают, что это не недостаток: их квантовое моделирование показывает, что эффективность в этом среднем диапазоне одновременно реалистично достижима в лаборатории и оптимальна для сохранения ангармоничности кубитов и стабилизации двухуровневых систем. Иными словами, как говорится в статье, максимально сильное выпрямление — односторонний эффект диода — не обязательно лучше всего служит квантовой информации.

Авторы представляют это как новый принцип проектирования базовых свойств скрученных сверхпроводников, целью которого являются маломощные квантовые схемы с высокой точностью. Среди спонсоров, указанных в статье, — Национальный научный фонд США, Министерство энергетики США, Словацкая академия наук, Словацкое агентство по исследованиям и разработкам и Национальный совет по науке и технологиям Тайваня. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.