Сверхпроводящие транзисторы (S-транзисторы), нужны для управляющей электроники, которая будет работать при низких температурах, рядом с холодными кубитами.
Сердцем технологии S-транзисторов является джозефсоновский переход. Джозефсоновский переход состоит из двух сверхпроводников, разделенных наноразмерным слоем другого материала. Ключевая особенность сверхпроводника заключается в том, что при достаточно низкой температуре электрический ток проходит через сверхпроводник без сопротивления и потерь. Обычно джозефсоновский слой никак не препятствует этому. Но если увеличить силу тока до определенного предела — так называемого критического тока, — джозефсоновский переход выйдет из состояния сверхпроводимости на крошечную долю секунды. Это мгновение создает крошечный импульс напряжения, которым можно управлять.
Они изготавливают свои сверхпроводящие транзисторы на 6-дюймовой (150-мм) кремниевой пластине. Их КМОП-совместимый процесс включает в себя нанесение на пластину графенового канала и формирование трех электродов из сверхпроводника на основе алюминия.
Два из этих электродов соприкасаются с графеновым каналом, образуя джозефсоновский переход между алюминием и графеном. Затем, регулируя напряжение на третьем электроде — затворе, — можно изменять критический ток или включать и выключать сверхпроводимость.
Графен обычно не является сверхпроводником, но при определенных условиях электроды могут «передать» свою сверхпроводимость графену. Исследователи годами оттачивали свой процесс, чтобы добиться этих условий. Геометрия, материалы и конструкция их устройства должны были быть идеальными.
Сверхпроводники работают при очень низких температурах, поэтому они могут приблизить выполнение задач при комнатной температуре к кубитам. Начиная с 2027 года компания S-Transistors будет производить и продавать сверхпроводящие мультиплексоры и демультиплексоры, предназначенные для передачи сигналов на кубиты, что позволит сократить количество громоздких кабелей, которые используются сегодня
Кроме того, S-Transistors хочет значительно сократить количество кабелей с помощью сверхпроводящей «материнской платы», которая будет выполнять несколько функций управления. Богуславский считает, что их сверхпроводящие транзисторы можно использовать для создания усилителей, памяти и других схем, как аналоговых, так и цифровых.
Есть и другие способы приблизить системы управления квантового компьютера к его кубитам, например крио-КМОП: это более традиционная электроника, которая, тем не менее, спроектирована для работы в условиях квантового компьютера.
Крио-КМОП-транзисторы могут лучше всего подойти для некоторых электронных устройств, но компания S-Transistors считает, что сверхпроводящие транзисторы имеют некоторые преимущества при работе с элементами, расположенными ближе всего к кубитам. Сверхпроводящие транзисторы более совместимы с кубитами и потребляют меньше энергии, дестабилизирующей кубиты, чем крио-КМОП-транзисторы.