為什麼有超導計算機？

跨入21世紀，隨著超導材料的迅速發展，計算機也將超導化而成為超級計算機。其計算速度將為現在計算機速度的100倍甚至1000倍。並非天方夜譚。

實驗表明，有很多這種超導材料，如鋁系、鈮系等，可以利用濺射技術或蒸發技術在非常薄的絕緣體上形成薄膜，並製成約瑟夫遜鑄件。這種器件是製作超級計算機不可缺少的元件。其結果將使計算機的體積大幅度縮小，能耗大大下降，並且計算速度大大提高。將超導資料處理器與外儲存晶片組裝成約瑟夫遜式計算機，能獲得高速處理能力，速度相當於大型計算機的15倍。

何為超導約瑟夫遜效應呢?從1962年說起。當時的英國劍橋大學物理學家約瑟夫遜預言，因電“庫柏對”的隧道效應，用厚度為0.2奈米的絕緣層把兩地超導體間隔開後再結合。形成SIS結時，會產生在電壓為零時也會出現導電流的現象。

實驗證明，這是正確的，為了表彰約瑟夫遜，這一現象被稱為約瑟夫遜效應。後來進一步研究發現，不僅對SIS結，而且對哪一種超導弱結合都會產生約瑟夫遜效應。這種超導弱結合稱為約瑟夫遜結。這樣，超導材料的弱電應用並開闢了一條新途徑。因此1973年約瑟夫遜獲得了諾貝爾物理學獎。

未來的計算機元件都可利用約瑟夫遜效應。其理論上開關動作所需時間為千億分之一秒，電力消耗只是大規模積體電路的百分之一。但是，現在這種元件計算機的電路還一定要在低溫下工作。若將來發明瞭常溫超導材料，計算機的整個世界將改變。