Звук на поверхности кристалла — как рябь на воде, только бежит по твёрдому телу. Такая рябь называется поверхностной акустической волной: она движется в сто тысяч раз медленнее света, поэтому её можно сжать в очень короткие отрезки и уместить на крошечном чипе. Обычно такие волны запускают металлическими гребёнками из алюминия или золота. Но при сильном охлаждении — а квантовым устройствам нужен именно холод — оба металла подводят: алюминий создаёт дефекты, ловящие энергию, а золото не переходит в сверхпроводящее состояние и греет схему.
Авторы работы заменили металл на нитрид ниобия — соединение, которое при охлаждении до нескольких градусов выше абсолютного нуля перестаёт сопротивляться току. Из него сделали гребёнки-электроды и зеркала для звука. Ключевой фокус: при нагреве всего на несколько градусов плёнка выходит из сверхпроводящего состояния, и звуковая волна начинает проходить сквозь устройство в 16 раз слабее. Это не плавная регулировка, а чёткий переключатель «включено/выключено».
Сверхпроводящее состояние нитрида ниобия работает как выключатель для поверхностной акустической волны: в одном положении звук проходит почти свободно, в другом — глохнет. Температурный зазор между состояниями меньше одного градуса, поэтому переключение получается резким. Такое устройство можно встроить в квантовые схемы, где уже используют нитрид ниобия, и управлять звуковыми сигналами без лишнего тепла и сложной электроники.
Поверхностные акустические волны уже работают в каждом смартфоне: они фильтруют радиосигналы, не давая соседним частотам мешать друг другу.