Al intercambiar un material clásico por uno con propiedades cuánticas distintivas, los científicos han hecho un superconductor circuito que es capaz de hazañas mucho tiempo consideradas como inalcanzables.
La invención, realizada por investigadores de Alemania, los Países Bajos y los EE. UU., anula un siglo de pensamiento sobre el carácter de los circuitos superconductores y la forma en que sus corrientes pueden ser domesticadas y utilizadas de manera sensata.
Los circuitos de alta velocidad y bajo desperdicio basados en la física de la superconductividad presentan una opción de oro para llevar la experiencia en supercomputación a un nivel completamente nuevo.
Lamentablemente, las características que hacen que este tipo simple de sistema eléctrico sea tan útil también crean numerosos desafíos en el diseño de versiones superconductoras de elementos eléctricos comunes.
Tome una cosa tan simple como un diodo, por ejemplo. Esta unidad primaria de electrónica es una especie de señal unidireccional para las corrientes, que ofrece un método para administrar, convertir y ajustar las acciones de los electrones.
En las fuentes superconductoras, la identificación de estos electrones individuales se difumina, lo que resulta en compañeros llamados pares de cobredando a cada partícula en la asociación la flexibilidad para evitar los empujones que consumen energía de un programa eléctrico más común.
Pero sin las reglas legales estándar de resistencia en el trabajo, los científicos no han podido hacer que los electrones superconductores viajen en una sola ruta, ya que siempre muestran lo que se denomina hábitos “recíprocos”.
Esta suposición básica, que la superconductividad no puede violar la reciprocidad (al menos sin la manipulación del objeto magnético), ha continuado desde el comienzo de la investigación en el espacio.
Francamente, es un obstáculo del que los ingenieros podrían prescindir.
“En los años 70, los científicos de IBM probaron el concepto de computación superconductora, pero tuvieron que detener sus esfuerzos: en sus artículos sobre el tema, IBM menciona que sin superconductividad no recíproca, una computadora que funcione con superconductores es inalcanzable”, dijeron los investigadores. aclarar en un afirmación de prensa en su nueva investigación.
Es posible que ahora sea necesario revisar estos esfuerzos, a raíz de un experimento que muestra una especie de unión con un elemento cuántico que puede dirigir incluso pares de Cooper por un camino de un solo sentido.
cruces Josephson son tiras delgadas de materiales no superconductores que separan un par de suministros que podrían ser superconductores. Si la tela es lo suficientemente delgada, los electrones pueden pasar directamente a través de ellos sin cuidado en el mundo.
Bajo cierto grado, esta ‘supercorriente’ no tiene voltaje. En un nivel vital, surge un voltaje que oscila rápidamente en ondas que pueden utilizarse para propósitos como sistemas informáticos cuánticos.
Garantizar que este regalo solo funcione una técnica anteriormente ha sido factible a través de un objeto magnético externo. Pero el equipo descubrió que si usaban una red 2D basada en el niobio de acero, podrían deshacerse de la esfera y depender únicamente de las propiedades cuánticas de la tela.
“Hemos estado en condiciones de despegar solo un par de capas atómicas de este Nb3hermano8 y hacer un sándwich muy, muy delgado, solo algunas capas atómicas de espesor, que se necesitaba para hacer el diodo Josephson, y no era factible con los suministros 3D regulares “. dice el investigador principal Mazhar Ali, físico de Delft College of Expertise en los Países Bajos.
El personal está seguro de que ha marcado todos los contenedores de embalaje necesarios para presentar un caso sólido para su descubrimiento. Sin embargo, queda un largo camino por recorrer antes de que veamos superconductores en el corazón de la informática de próxima generación.
Por un lado, el fenómeno de la superconductividad generalmente ocurre en suministros enfriados solo por encima del cero absoluto.
Algunos suministros superconductores puede manejar el calor, pero siempre que se coloque debajo de cantidades insanas de estrés.
Estudiar cómo las uniones de Josephson basadas principalmente en estos nuevos obstáculos cuánticos funcionan bajo temperaturas y presiones más altas podría ser un cambio de juego: reducir la cantidad de equipos necesarios para supercomputadoras extremadamente amigables con el medio ambiente, como las que el mundo nunca ha visto.
“Afectará a todo tipo de fines sociales y tecnológicos”, dice Alí.
“Si el siglo XX fue el siglo de los semiconductores, el XXI puede convertirse en el siglo de los superconductor.”
Este análisis fue revelado en Naturaleza.