Могут ли сверхпроводники выйти за пределы научных лабораторий и найти применение в повседневной жизни? В компании Hypres полагают, что могут, и таким применением станут программно-управляемые высокочастотные коммуникационные узлы.
Еще в 1960-е годы высказывалась надежда, что сверхпроводники, проводящие постоянный ток без потерь при температуре кипения жидкого гелия, станут основой для суперкомпьютеров нового поколения. Однако, дело это оказалось слишком дорогим, и лишь в недавнее время, с появлением высокотемпературных сверхпроводников (проявляющих сверхпроводящие свойства при температуре кипения жидкого азота, а не жидкого гелия), вновь проявился интерес к практическому применению сверхпроводников. В частности, высокотемпературные сверхпроводники уже нашли применение в аппаратуре базовых станций сотовой связи, а к технологиям, позволяющим объединить множество радиостанций в одном сверхпроводящем устройстве, начали присматриваться в военном ведомстве США.
Hypres, разработавшая на базе сверхпроводников серию высокопроизводительных осциллографов, а также ряд коммерческих приборов для SQUID (superconducting quantum interference device) магнетометров и генераторов стандартного напряжения. Однако, все эти приборы нужны лишь в малом количестве лабораторий, в то время как быстро развивающийся рынок телекоммуникационного оборудования сулит куда большие перспективы.
Как это все работает? В основе технологии Hypres лежит подход, позволяющий кодировать двоичные биты данных в виде квантов магнитного потока – так называемая RSFQ (rapid single-flux quantum) логика, разработанная ученым МГУ Константином Лихаревым со товарищи в начале 1980-х годов. Кстати сказать, Hypres была основана Садегом Фарисом (Sadeg Faris), ранее работавшим над сверхпроводящими Джозефсоновскими контактами в IBM, и сам Константин Лихарев ныне трудится под его началом. Отметим также, что RSFQ-устройства Hypres построены на базе ниобия, проявляющего сверхпроводящие свойства при температуре около 5 Кельвин – то есть, являющегося низкотемпературным сверхпроводником. Эти устройства способны эмулировать радиочастотную схему, содержащую от 100 до 1000 элементов и работающую на частоте до 20 ГГц при размерах элемента 3 мкм. Утверждается, что в лабораторных условиях была продемонстрирована работоспособность при частоте в 750 ГГц.