麻省理工学院在一个出土的时间胶囊中发现了约瑟夫森连接的替代品

1956年，麻省理工学院研究员达德利·罗基发表了一篇论文一个名为Cryotron的超导开关它是为了与现代的真空管开关竞争。1959年巴克去世时，这项技术或多或少也随着他的去世而消亡，正如我们所知，半导体取代了真空管。

Dudley Buck，CrotoTron的发明者。使用的图像礼貌麻省理工学院技术评论

冷冻器被遗忘了近60年，直到2015年，在挖掘麻省理工学院纳米技术中心的基础时，工作人员发现了一个时间胶囊。其中的内容是关于冷冻龙的信息，将技术恢复到现代的生活中。

自这个神奇事件以来，冷冻龙已成为量子计算研究的缪斯。如今，麻省理工学院研究人员已经从Cryotron中获取灵感，以便在超导电子设备中获得新的Josephson结合的新替代品。雷竞技最新app

超导性快速背景

超导技术基于以下事实：当材料达到某个“临界温度”时金属从正常状态转换到材料没有阻力的超导状态。这发生了，因为在超导状态中，电子经历轻微的吸引力，导致它们配对，这将它们带到更低的能量状态。

由于处于该较低的能量状态，电子不被材料的离子晶格散，这是描述电阻的基本机制。

超导体在临界温度点以下具有零电阻。使用的图像礼貌c

当通过超导体的电流低于某个“临界电流”水平时，超导体上的电压为零。然而，一旦超过这个临界电流，电压就不再为零，而是随时间振荡。

什么是约瑟夫森结点?

在超导电子学的世界里雷竞技最新app约瑟夫森交界处（JJ）已成为一个热门的研究主题，因为它为量子计算中的Qubits提供了一个很好的候选者。该技术基于临界电流和超导体的电压的状态检测超导状态的变化。

约瑟夫森交界处工作原理。使用的图像礼貌HyperPhysics

在一个简单的解释中，JJ被用来描述一个装置，它是由非超导材料放置在两个超导材料之间。这项技术以约瑟夫森效应的创始人布莱恩·约瑟夫森的名字命名，约瑟夫森效应描述了在一个JJ中，超导电子对如何通过绝缘材料从一个超导体到另一个超导体。

JJ的一个限制性缺点是它对外部噪声非常敏感，使技术非常难以与现代电子设备接口。雷竞技最新app随之而来，它们的制造非常困难和昂贵。

Nano-Cryotron研究

现在，由CrotoTron的启发，麻省理工学院的研究人员正在开发一个新的设备来竞争JJ。

新设备已被称为纳米冷冻龙包括称为“通道”的超导线，其由称为“扼流圈”的较小线相交。当扼流圈进行某个电流（可能是临界电流高于临界电流）时，它会失去其超导性并开始升温。这种热量蔓延到通道，导致它也失去其超导状态。

纳米低温管的部分灵感来自于Buck在50年代发明的低温管。使用的图像礼貌Wikimedia Commons.

由于新设备经历的热基础状态变化，它是远不容易受外界噪音相比JJ，使其更容易与经典电子接口。雷竞技最新app此外，由于该设备由纳米线组成，而不是复杂的结，因此更容易制造。

根据麻省理工学院的说法，研究人员已经展示了使用纳米低温加速器添加二进制数字的设备的概念验证。他们还声称已经成功地将该技术与经典电子技术结合起来。雷竞技最新app

JJ的替代品?

虽然这项技术仍处于起步阶段，但麻省理工学院的研究人员希望纳米低温加速器能够推动量子计算向前发展，提供一种廉价且不那么敏感的JJ替代品。

除此之外，研究人员计划探索新的计算方法。这个项目的首席研究员Karl Berggen表示，“我们正在进行基础研究。虽然我们对应用程序感兴趣，但我们也对以下内容感兴趣：有什么不同类型的计算方式？作为一个社会，我们真的专注于半导体和晶体管。但我们想知道还有什么可能出现在那里。“