• CNews FORUM 12 ноября
• CNews AWARDS 12 ноября
• Школа Роста
• Российский рынок облаков за 20 лет
• 30 лет рынку ERP в России
• Главные ИТ-сценарии 2026
• Цифровизация
• Импортозамещение
• Безопасность
• ИТ в госсекторе
• ИТ в банках
• ИТ в торговле
• Телеком
• Интернет
• ИТ-бизнес
• Рейтинги
• Инфографика

17 Сентября 2026 12:39 17 Сен 2026 12:39 |

Физики нашли наиболее вероятное объяснение, почему электроны в тонких пленках нитрида титана в квантовых процессорах теряют фазовую когерентность. По мнению исследователей, одним из наиболее влияющих факторов может быть магнитный беспорядок в поверхностном слое пленки. Полученные результаты помогут лучше понять причины нарушения квантовых состояний в сверхпроводящих устройствах. Об этом CNews сообщили представители МИСИС.

Нитрид титана считают перспективным материалом для квантовых технологий: из эпитаксиальных плёнок на его основе ученые создают кубиты и соединяющие их элементы. Однако любые, даже самые незначительные шероховатости, примеси или дефекты на атомарном уровне разрушают хрупкие квантовые состояния.

Исследователи НИТУ МИСИС, МПГУ, НИУ ВШЭ, НИУ МЭИ и «Сколтеха» изучили механизм потери фазовой когерентности электронов в тонких плёнках нитрида титана. Это явление считается одним из основных препятствий для прогресса в обработке квантовой информации. Физики выяснили, что согласованность квантовых состояний может нарушать магнитный беспорядок — хаотичное распределение локальных магнитных моментов. Этот эффект важно учитывать при создании сверхпроводящих устройств, поскольку он может значительно влиять на их характеристики и работу.

«Для нас было важно понять, какие именно механизмы ограничивают фазовую когерентность электронов в качественных сверхпроводящих эпитаксиальных плёнках нитрида титана. Мы сравнили вклад различных процессов рассеяния и проверили, насколько потерю фазовой когерентности могут объяснить обычные взаимодействия электронов друг с другом и с колебаниями кристаллической решётки. Эксперименты показали, что электрон-электронное взаимодействие объясняет около 5% наблюдаемого эффекта, а вклад электрон-фононного рассеяния составляет менее 10%. При этом скорость декогеренции практически не зависит от температуры, что согласуется с механизмом магнитного рассеяния», — сказал к.т.н. Андрей Ломакин, научный сотрудник лаборатории фотонных газовых сенсоров НИТУ МИСИС.

По оценке исследователей, плотность магнитных дефектов увеличивается по мере уменьшения толщины плёнки, что свидетельствует о расположении основной части магнитных рассеивателей вблизи поверхности. Подробности опубликованы в журнале Applied Physics Letters (Q1). При этом авторы добавляют, что использованная модель пока не позволяет полностью объяснить наблюдаемые явления и требует дальнейшего исследования.

Андрей Бурилов, ИТ-директор Мосбиржи: Финансовые операции станут частью кода цифровизация

«Полученные данные показывают, насколько важным может быть контроль поверхности ультратонкой сверхпроводящей плёнки. Даже небольшое количество магнитных дефектов способно влиять на электронные процессы в тонком слое. Поэтому одним из перспективных направлений является защита поверхности от окисления и других изменений, которые могут приводить к появлению магнитного беспорядка», — сказал д.ф.-м.н. Григорий Гольцман, главный научный сотрудник лаборатории квантовых коммуникаций Центра компетенций НТИ «Квантовые коммуникации» НИТУ МИСИС.

«Результаты исследования помогут усовершенствовать квантовые сенсоры на основе сверхпроводниковых однофотонных детекторов (SNSPDs), в том числе расширить их спектральный диапазон и повысить эффективность в ближнем и среднем инфракрасном диапазоне. Мы уже работаем в этом направлении вместе с нашим индустриальным партнёром, компанией ООО «Сконтел», которая занимается созданием и производством сверхпроводниковых однофотонных детекторов для мирового рынка», — сказал к.ф.-м.н. Вадим Ковалюк, заведующий лабораторией фотонных газовых сенсоров НИТУ МИСИС.

Работа выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда № 24-72-10105 и программы фундаментальных исследований НИУ ВШЭ. Подготовка экспериментальных образцов выполнена в Университете МИСИС в рамках реализации стратегического технологического проекта «Квантовый интернет» по программе «Приоритет-2030».