Свет, пойманный в проволоку экспресс
Обычный провод на высоких частотах похож на дорогу с ямами: сигнал прыгает, часть энергии уходит в тепло. Сверхпроводящая цепочка из алюминия и арсенида индия (полупроводника) оказалась гладкой трассой для микроволн.
В цепочке много одинаковых звеньев — джозефсоновских контактов, где ток течёт без сопротивления благодаря квантовым парам электронов. Такая структура накапливает магнитную энергию, как пружина, и пропускает сигнал почти без искажений до 12 ГГц — это выше, чем у большинства аналогов.
Но у каждой медали есть обратная сторона: с ростом частоты потери растут. Авторы описывают это простой моделью: часть энергии уходит на нагрев контактов, и чем быстрее колебания, тем больше потерь. Возможно, сам материал контакта (сверхпроводник-полупроводник) вносит свой вклад.
Такие цепочки нужны для квантовых компьютеров: они хранят информацию в виде микроволновых фотонов, не давая им «убежать». Чем меньше потерь, тем дольше живёт квантовое состояние.
Джозефсоновский контакт — это два сверхпроводника с тонкой прослойкой изолятора или полупроводника. Через неё туннелируют куперовские пары, и контакт ведёт себя как катушка индуктивности, только квантовая.