近日，依托国家超级计算郑州中心“嵩山”超级计算机的强大算力，先进计算与智能工程国家级重点实验室研究团队在超导量子计算关键器件——约瑟夫森结关键物性预测研究方面取得重要进展。相关成果发表在国际知名材料计算期刊《npj-计算材料学》上。
      针对临界电流密度的不可控波动会引发量子比特频率漂移，严重制约量子处理器的一致性、可控性与规模化集成这个问题，研究团队结合多尺度模拟、实验表征与机器学习分析，首次提出并量化了界面键合拓扑因子（IBTF），并用其刻画界面键角波动与氧配位不均匀性等无序特征。同时，研究团队通过孪晶工程实现了对界面键合拓扑因子的主动调控，揭示了界面无序影响电子输运的微观机制，并进一步提出了界面优化的工艺指南，为高性能约瑟夫森结的制备提供了可操作的实验方案。

该研究中的大规模模拟计算工作得到了“嵩山”超级计算机高性能算力的支持。“嵩山”超级计算机显著提高了计算效率与模型可靠性，彰显了国产超级计算机在材料设计与量子器件研发中的关键支撑作用。

作者：河南科技报全媒体记者 罗宇昂

编辑：杜勇

审核：雷建树