Квантовые системы остаются хрупкими: даже незначительные тепловые или магнитные возмущения способны разрушить квантовые состояния и привести к ошибкам в вычислениях. Поэтому поиск устойчивых материалов считается одной из главных задач отрасли.
В серии экспериментов исследователи изучили трёхслойную металлическую структуру с тонкой плёнкой NbRe. Они обнаружили, что электрическое сопротивление ведёт себя противоположно тому, как это происходит в обычных сверхпроводниках. Анализ сигнала показал признаки спин-выровненных электронов — эффекта, который может указывать на так называемую триплетную сверхпроводимость.
Профессор Якоб Линдер из Норвежский университет науки и технологий отметил, что материалы с триплетной сверхпроводимостью рассматриваются как своего рода «святой Грааль» квантовых технологий, поскольку они потенциально способны передавать как заряд, так и магнитную информацию без потерь энергии.
В отличие от классических сверхпроводников, где электроны образуют пары с противоположными спинами, в редких материалах они могут сохранять одинаковое магнитное направление. Это делает такие системы более устойчивыми к магнитным воздействиям и открывает возможности для новых архитектур квантового оборудования.
В экспериментах сплав помещали между двумя магнитными слоями с настраиваемой ориентацией. При переключении направления магнитных слоёв ток менялся противоположно ожидаемому поведению, что стало ключевым свидетельством необычной спиновой структуры.
Исследователи связывают эффект с нецентросимметричной атомной структурой сплава, которая позволяет сочетать разные механизмы электронного спаривания. По их мнению, важную роль играет именно внутренняя структура материала, а не особенности поверхности, что делает его более перспективным для практического применения.
NbRe становится сверхпроводником при температуре около 7 Кельвинов — значительно выше, чем у многих материалов, работающих ближе к 1 Кельвину. Хотя это всё ещё требует криогенного охлаждения, более высокая рабочая температура потенциально снижает эксплуатационные затраты.
Тем не менее исследователи подчёркивают, что пока рано говорить о подтверждённой триплетной сверхпроводимости. Для окончательных выводов необходима независимая репликация экспериментов и проверка интеграции материала с кубитами.
Помимо квантовых вычислений, результаты могут оказаться важными для спинтроники — направления электроники, использующего спин электронов для передачи информации. Возможность распространять спин через сверхпроводник без сопротивления открывает перспективы создания более энергоэффективных систем памяти и логики.
Авторы отмечают, что переход от лабораторных плёнок к промышленным технологиям потребует стабильного производства однородных слоёв и тщательного контроля дефектов. Пока NbRe остаётся многообещающим кандидатом, но его практическая ценность будет зависеть от дальнейших испытаний.
Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters.
Источник: https://www.earth.com/news/scientists-may-have-found-the-holy-grail-of-quantum-computing/Если вам понравился материал, кликните значок — вы поможете нам узнать, каким статьям и новостям следует отдавать предпочтение. Если вы хотите обсудить материал —не стесняйтесь оставлять свои комментарии : возможно, они будут полезны другим нашим читателям!
