Российские ученые из Физического института им. П.Н. Лебедева РАН, Московского физико-технического института и Высшей школы экономики разработали новый сверхпроводящий материал на основе нанопленок из аморфного рения. Это открытие может стать основой для создания компактных суперкомпьютеров, которые сочетают преимущества обычных и квантовых вычислительных систем.
Новый материал для электроники
Новый материал устойчив к внешним воздействиям и сохраняет свои свойства при относительно высоких температурах. Это делает его перспективным для использования в сверхпроводящих транзисторах, которые могут быть использованы для создания персональных суперкомпьютеров.
Особенности рения
- Рений не подвержен воздействию внешних факторов, например, он не окисляется на воздухе.
- Его высокая критическая температура дает возможность применять для работы с ним наиболее дешевые системы охлаждения.
Благодаря этим свойствам, рений может быть использован для создания сверхпроводящих устройств, которые могут работать при относительно высоких температурах.
Стабильные аморфные пленки
Ученые получили стабильные аморфные пленки толщиной в несколько десятков нанометров путем нагревания вещества сфокусированным пучком электронов в вакууме. Если соединить аморфный рений с графеном, его сверхпроводимость на некоторую глубину «проникает» в графен, благодаря чему появляется возможность управлять данным свойством с помощью электрического поля.
Перспективы развития
На основе аморфного рения возможно создание различных перспективных устройств, например, сверхпроводящих транзисторов. По словам ученых, транзистор управляет потоком электронов, но в случае сверхпроводников речь идет о «сверхтоках», которые не рассеивают тепло и обеспечивают значительно более высокую скорость переключения по сравнению с обычной электроникой.
Будущее суперкомпьютерных технологий
Если помечтать и предположить в будущем уменьшение криостатов до настольных размеров, то на их основе можно разработать гибридные вычислители с огромной производительностью. Такие «смарт»-устройства произведут революцию в суперкомпьютерных технологиях, сделав их мобильными и персональными.
Однако, есть и сложности. Ученые отмечают, что рений является одним из самых редких и дорогих металлов, а пленки рения чувствительны к загрязнениям и их сложно использовать со стандартной нанолитографией.
Заключение
Открытие российских ученых может стать важным шагом в развитии суперкомпьютерных технологий. Однако, чтобы использовать этот материал в квантовых процессорах, технологии нужно пройти длительный путь внедрения.
RU 
EN