Стало возможно соединить напрямую сверхпроводники и полупроводники при помощи нового интерфейса

Учёные встали перед необходимость разработки интерфейса между сверхпроводниками и полупроводниками в процессе работы над нейронными сетями на сверхпроводящих элементах.

"Для того, чтобы создать нейроморфный компьютер, масштаб которого сопоставим с масштабом человеческого мозга, мы должны создать триллионы искусственных нейронов и обеспечить квинтиллионы связей между ними" - пишут исследователи, - "Для решения этой сложнейшей задачи нам приходится использовать сверхпроводники, оптоэлектронику и традиционную полупроводниковую электронику".

Принцип работы нового интерфейса между сверхпроводником и полупроводником схож с действием теплового переключателя , который функционирует на основе эффекта фазового перехода.  Ключевым элементом разработки является нанопроводник из сверхпроводящего материала, способный находиться в 2-х фазах – сверхпроводящей и с сопротивлением -  при одной и той же температуре .

При прохождении электрического тока через специальный проводник-нагреватель происходит выделение тепла в виде фононов, который, в свою очередь, воздействует на нанопроводник, переводя его материал из фазы сверхпроводимости и фазу с сопротивлением. При прекращении подачи электротока происходит обратный эффект. Т.о. новый интерфейс действует как обычный переключатель, но в масштабе наночастиц и при температуре в несколько Кельвинов. Данный интерфейс также служит для преобразования сигналов от уровня, применяемого в обычной электронике, к уровню сверхпроводящей электроники, который примерно  в 1000 раз меньше.

Новый интерфейс стал  единственным на сегодняшний день сверхпроводящим устройством, дающим возможность сильно изменять параметры проводимости  активного элемента, соединяющего сверхпроводник и полупроводник. Также  данному  интерфейсу для эффективной  работы  необходимо намного меньшего энергии по сравнению с другими устройствами, выполняющими аналогичную функцию.