Инженерный прорыв: физики МФТИ устранили «торможение» в квантовых схемах

Ученые из Московского физико-технического института (МФТИ) совершили прорыв в теории сверхпроводимости, объяснив аномальное поведение квантовых вихрей на сверхвысоких частотах. Долгое время инженеры сталкивались с проблемой: при работе на гигагерцовых частотах сверхпроводниковые устройства теряли эффективность из-за микроскопических магнитных нитей – вихрей Абрикосова. Существующие модели, описывающие их движение как вязкое трение, не могли объяснить странное поведение в микроволновом диапазоне.

Инженерный прорыв: физики МФТИ устранили «торможение» в квантовых схемах

Команда физиков МФТИ вывела новое уравнение, которое учитывает критически важный фактор – динамическую инерцию электрической структуры вокруг вихря. Оказалось, что перестройка «потенциала дисбаланса зарядов» не происходит мгновенно. На сверхвысоких частотах это запаздывание становится доминирующим, создавая эффект, похожий на упругую фиксацию. Вихрь теряет подвижность, что парадоксальным образом приводит к резкому снижению энергетических потерь.

«Мы математически доказали, что на высоких частотах возникает эффект, который можно сравнить с отрицательной эффективной массой», – поясняет директор Центра перспективных методов мезофизики и нанотехнологий МФТИ Василий Столяров.

Это открытие дает инженерам точный инструмент для управления кинетической индуктивностью – ключевым параметром, определяющим инерционность сверхпроводящего тока. Теперь можно будет с высокой точностью настраивать резонансную частоту сверхпроводниковых резонаторов, чувствительность детекторов и параметры кубитов, просто изменяя магнитное поле.

Результаты исследования, опубликованные в журнале Physical Review B, открывают путь к созданию нового поколения сверхбыстрых и энергоэффективных квантовых устройств.

Читайте также

Ученых шокировала змея, охотящаяся с помощью фальшивого паука на хвосте

Ученых шокировала змея, охотящаяся с помощью фальшивого паука на хвосте

Стартап Hylenr Technologies заявил об обнаружении 32 элементов после эксперимента с ядерным синтезом

Стартап Hylenr Technologies заявил об обнаружении 32 элементов после эксперимента с ядерным синтезом

ООН предупредила: глобальное потепление вскоре превысит критический порог в 1,5 °C

ООН предупредила: глобальное потепление вскоре превысит критический порог в 1,5 °C

Фотон от мощнейшего космического взрыва мог указать на нарушение законов Эйнштейна

Фотон от мощнейшего космического взрыва мог указать на нарушение законов Эйнштейна

Глубоководная рыба умеет ходить по дну задом наперед

Глубоководная рыба умеет ходить по дну задом наперед

Археологи раскрыли истинные причины каннибализма в неолитической Европе

Археологи раскрыли истинные причины каннибализма в неолитической Европе

Ученые выяснили, почему воспоминания не исчезают даже при потере связей в мозге

Ученые выяснили, почему воспоминания не исчезают даже при потере связей в мозге

ИИ OpenAI заявил о решении одной из семи задач тысячелетия

ИИ OpenAI заявил о решении одной из семи задач тысячелетия

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

Те самые редкоземельные металлы: что в них редкого и зачем они вообще нужны

Те самые редкоземельные металлы: что в них редкого и зачем они вообще нужны

Солнце могло поглотить суперземлю в несколько раз массивнее Земли

Солнце могло поглотить суперземлю в несколько раз массивнее Земли

Открыт новый вид льда, способный объяснить тайны Нептуна и Урана

Открыт новый вид льда, способный объяснить тайны Нептуна и Урана

Ученые предложили печатать дома на Марсе из песка и дрожжей

Ученые предложили печатать дома на Марсе из песка и дрожжей

Почти 3000 взрывов звезд указали на то, что темная энергия меняется со временем

Почти 3000 взрывов звезд указали на то, что темная энергия меняется со временем