Китайские исследователи впервые создали высокотемпературный сверхпроводящий диод, работающий при температуре выше 77 кельвинов (температуры жидкого азота) и без внешнего магнитного поля. Это прорывное достижение описано в журнале Nature Physics.
В отличие от обычных сверхпроводящих диодов, которые работают при экстремально низких температурах (около 10 кельвинов) и имеют низкую эффективность, новая разработка использует джозефсоновский переход из купратных сверхпроводников — материалов с рекордно высокой критической температурой. Учёные скрутили чешуйки купрата под определённым углом и применили метод импульсного тока, чтобы создать необходимую асимметрию.
Ключевое преимущество устройства — «квантовый сверхпроводящий диодный эффект», при котором куперовские пары (носители сверхпроводящего тока) ответственны за течение в обоих направлениях. Это позволяет полностью избежать шума, возникающего при рассеянии обычных электронов.
Данная технология имеет огромный потенциал для квантовых вычислений, где чистота сигнала критически важна для сохранения хрупких квантовых состояний. Метод также применим к другим сверхпроводникам и открывает путь к созданию диодов, работающих при температурах выше 100 кельвинов.
Квантовый сверхпроводящий диод на чипе.
Дополнительная информация: Heng Wang et al, Quantum superconducting diode effect with perfect efficiency above liquid-nitrogen temperature, Nature Physics (2025). DOI: 10.1038/s41567-025-03098-y. On arXiv: DOI: 10.48550/arxiv.2509.24764
Источник: https://phys.org/news/2025-12-physicists-superconducting-diodes-high-temperatures.html