扭转超导二极管效率达27.6%，模拟提示这一数值适合量子比特

来自佛罗里达大学、台湾国立成功大学、斯洛伐克科学院和纽约州立大学布法罗分校的研究人员介绍了一种由扭转NbSe2制成的超导二极管，旨在实现噪声更低的超导量子电路。该论文由Han Zhong、Denis Kochan、Igor Žutić和Yingying Wu撰写，于2026年10月10日发表在Nature Communications上。该期刊页面称，这是一项经同行评审并已被接受的研究，期刊将其提前发布：这一开放获取版本可供引用，但在最终的Version of Record取而代之之前仍可能被编辑。

该团队要解决的问题是，超导电路中的信号可以双向传输。据作者介绍，这使得反射和反作用能够把来自周围环境的噪声带回电路的相干部分，从而降低保真度。超导二极管具有非互易性，即对两个方向的处理方式不同，因此提供了一种在电路内部抑制此类背散射的途径。不过作者指出，迄今为止，这类二极管的效率及其与量子硬件的集成一直有限。

在实验中，该团队用NbSe2制作了这一二极管，并在平行于器件平面和垂直于器件平面施加的磁场中对其进行操作。摘要称，与未经扭转的原始器件相比，仅引入1°的扭转就将二极管效率提高到了27.6%。

这一数字远低于理想的100%。作者认为这并非缺点：他们的量子模拟表明，处于这一中间范围的效率既能在实验室中现实地实现，也是保持量子比特非谐性和稳定二能级系统的最佳选择。换言之，论文指出，尽可能强的整流（即二极管的单向效应）并不会自动对量子信息最为有利。

作者将此作为一种针对扭转超导体基本性质的新设计原则提出，目标是实现低功耗、高保真度的量子电路。论文列出的资助方包括美国国家科学基金会、美国能源部、斯洛伐克科学院、斯洛伐克研究与发展署以及台湾的国家科学及技术委员会。作者声明不存在利益冲突。