Российские исследователи разработали инновационный метод контроля электрического тока и представили сверхпроводящий диод, способный значительно снизить энергопотери в современных электронных приборах, которые обычно выделяют тепло в процессе эксплуатации.
Специалисты из МФТИ и Института теоретической физики им. Л.Д. Ландау РАН создали сверхпроводящий аналог диода, обнаружив специфические свойства квантовой системы под влиянием микроволнового излучения, как сообщили CNews в МФТИ.
Такой диод сводит к минимуму утечку энергии, преобразующуюся в тепло в обычной электронике, и может применяться для разработки устройств следующего поколения — исключительно быстрых и экономичных. Это изобретение также способно повысить стабильность квантовых компьютеров.
Диод представляет собой базовый компонент, проводящий ток, который присутствует в любом электронном устройстве.
Данное достижение стало возможным благодаря конструированию особой гибридной структуры, как отметил Василий Столяров, руководитель Центра перспективных методов мезофизики и нанотехнологий МФТИ.
Учёные сформировали микроскопическую квантовую систему (СКВИД), объединив два различных сверхпроводящих материала. Её характеристики изначально были обычными, но ситуация кардинально изменилась после воздействия микроволнового излучения.
«Мы объединили два разных сверхпроводящих материала, и их взаимодействие привело к возникновению этого выраженного эффекта», — пояснил Столяров.
Выяснилось, что в данном режиме диодный эффект (разная проводимость в противоположных направлениях) усиливается в десятки раз. Разработчики проводят аналогию с дверью: если толкать её с равной силой в обе стороны, она сопротивляется, но под мощным напором ветра легко и быстро открывается лишь в одну сторону.
«Мы продемонстрировали, что подлинный потенциал квантовых систем проявляется не в статическом состоянии, а в динамике. Это похоже на обнаружение у автомобиля скрытой функции закиси азота для гонок, которая активируется только на треке. Наша работа — шаг к созданию энергоэффективных квантовых устройств, функционирующих на пределе своих возможностей», — прокомментировал ведущий автор исследования, аспирант МФТИ Дмитрий Калашников.
Сверхпроводящие схемы, использующие этот эффект, смогут передавать и обрабатывать сигналы без потерь. Это имеет ключевое значение для дата-центров, телекоммуникационного оборудования и высокоточных научных приборов.
Квантовые вычисления являются центральным технологическим соревнованием современности, подчеркнули исследователи.
Эксперты: IBP-системы увеличивают точность прогнозирования спроса на 15-30 процентов
Квантовые вычислительные системы обладают крайне высокой восприимчивостью к внешним шумам и помехам, включая температурные колебания и электромагнитные воздействия. Малейшее нарушение хрупкого квантового состояния кубита способно вызвать сбои в данных и привести к ошибкам вычислений. В ноябре 2025 года, согласно сообщению ТАСС, исследователи из Принстонского университета в США сообщили о достижении времени сохранения состояния кубита до 1,68 миллисекунды.
Эффективную «защитную оболочку» для кубитов, изолирующую их от внешних воздействий и существенно увеличивающую устойчивость вычислений, могут обеспечить сверхпроводящие диоды, функционирующие в динамическом режиме, открытом российскими учёными.
Китай ещё в октябре 2025 года представил готовый к практическому применению 105-кубитный квантовый компьютер, доступ к которому пользователям по всему миру будет предоставлен через облачную платформу Tianyan.
