Мост, по которому пешеходы и велосипедисты движутся в одном потоке, не мешая друг другу. Примерно так работают гибридные системы из сверхпроводников и полупроводников: одни переносят ток без потерь, другие управляют этим током. Но чтобы построить такой мост, нужен сверхпроводник, который не боится сильного магнитного поля и не разрушает хрупкую полупроводниковую основу при изготовлении.

Авторы работы нашли подходящий материал — сплав платины, иридия, германия и кремния (PtIrSiGe). Он остаётся сверхпроводящим даже в магнитном поле 1,9 тесла — это примерно в 40 тысяч раз сильнее магнитного поля Земли. При этом его можно нанести на пластину из германия, разогретую до 500 градусов, и тонкий проводящий слой внутри пластины сохранит свою исключительную подвижность — 1,3 миллиона квадратных сантиметров на вольт-секунду. Для сравнения: у кремния, из которого делают обычные процессоры, подвижность в сотни раз меньше.

Исследователи не просто создали материал, но и проверили его в деле: построили на его основе Джозефсоновский переход — ключевой элемент сверхпроводящей электроники. Такой переход работает как очень точный переключатель, реагирующий на магнитное поле. Фактически, они собрали простейшую квантовую схему — СКВИД (сверхпроводящий квантовый интерферометр), способный улавливать сверхслабые магнитные сигналы.

Этот сверхпроводящий мост соединяет мир высокой подвижности германия с миром сильных магнитных полей. Так он открывает дорогу к новым квантовым устройствам — от топологических кубитов до интерфейсов между сверхпроводящими и спиновыми системами.