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Tube capillaire Nb-Ti & Ordinateur quantique

Tube capillaire en niobium-titane

Spécifications du tube capillaire Nb-Ti pour ordinateur quantique :

OD1mm X Épaisseur de paroi 0.14mm X 1000mm
OD1.4mm X Épaisseur de paroi 0.14mm X 1000mm
OD2.2mm X Épaisseur de paroi 0.18mm X 1500mm
OD2.19mm X Épaisseur de paroi 0.26mm X 1000mm

Fil en niobium-titane

Spécifications du fil supraconducteur Nb-Ti

OD1mm
OD0.5mm
OD0.2mm

Introduction aux matériaux supraconducteurs Nb-Ti

Les matériaux supraconducteurs pratiques Nb-Ti sont principalement des alliages binaires simples contenant 35 % à 55 % de Nb ; une certaine quantité de tantale et de zirconium peut être ajoutée afin d’améliorer les propriétés supraconductrices.
Nous proposons des alliages Nb-Ti tels que Nb-47Ti, Nb-47Ti-5Al, Nb-35Ti, Nb-30Ti et Nb-55Ti selon vos besoins.
Grâce à la stabilité de la supraconductivité, les matériaux supraconducteurs Nb-Ti sont couramment utilisés comme matériaux matriciels avec du cuivre pur, de l’aluminium pur ou des alliages cuivre-nickel, puis intégrés dans plusieurs brins de noyaux fins Nb-Ti afin de former des matériaux supraconducteurs composites multicœurs.
Un fil supraconducteur peut contenir de quelques dizaines à plusieurs dizaines de milliers de noyaux Nb-Ti, avec un diamètre minimal de noyau de 1μm.
Le procédé de fabrication de base des matériaux supraconducteurs Nb-Ti est le suivant : le titane pur et le niobium pur sont fondus en lingots d’alliage à l’aide d’un four à arc électrique consommable ou d’un four plasma, puis les ébauches sont ouvertes par extrusion à chaud, et les barres sont formées par laminage à chaud et tréfilage à froid.
Ensuite, la tige d’alliage Nb-Ti est insérée dans un tube en cuivre sans oxygène servant de matériau de base afin de former une tige monocœur. Après plusieurs assemblages composites, elle est transformée en fils et bandes supraconducteurs Nb-Ti multicœurs.
Le matériau doit subir plusieurs opérations importantes de déformation à froid (taux de transformation supérieur à 90 %) ainsi qu’un traitement thermique de vieillissement à basse température (inférieure à 400℃), afin que le supraconducteur obtienne suffisamment de centres de piégeage efficaces et améliore les propriétés électriques supraconductrices du matériau.
Grâce à l’absence de perte de chaleur Joule causée par l’effet de résistance nulle des supraconducteurs, ainsi qu’à la capacité des supraconducteurs Nb-Ti à transporter des courants élevés sous de forts champs magnétiques, les supraconducteurs Nb-Ti sont particulièrement adaptés aux applications électriques nécessitant des courants élevés et des champs magnétiques intenses.
Par exemple : aimants à champ élevé, générateurs, moteurs, production d’énergie magnétohydrodynamique, réactions thermonucléaires contrôlées, dispositifs de stockage d’énergie, trains à sustentation magnétique à grande vitesse, propulsion électromagnétique marine et câbles de transmission.
À ce jour, les applications les plus réussies des matériaux supraconducteurs en alliage Nb-Ti sont les grands accélérateurs cyclotroniques à haute énergie d’un diamètre supérieur à 1 km ainsi que les instruments de diagnostic par imagerie par résonance magnétique nucléaire largement utilisés dans le secteur médical.

Introduction aux ordinateurs quantiques supraconducteurs

La recherche et le développement des ordinateurs quantiques constituent un domaine majeur de la compétition scientifique et technologique internationale actuelle.
La supraconductivité quantique est une technologie importante dans la communication quantique. Elle est actuellement développée par des physiciens de l’Université de Californie à Santa Barbara, qui préparent la création de futurs dispositifs quantiques, notamment des ordinateurs quantiques puissants et ultra-rapides.
Un ordinateur supraconducteur est un ordinateur ainsi que ses composants fabriqués à l’aide de la technologie supraconductrice.
Sa vitesse de commutation peut atteindre plusieurs microsecondes. Sa vitesse de calcul est supérieure à celle des ordinateurs électroniques actuels tout en consommant moins d’énergie électrique. Les ordinateurs supraconducteurs peuvent jouer un rôle important dans le développement de la civilisation humaine.
Grâce à ses excellentes propriétés supraconductrices, le fil en niobium-titane peut être transformé en câbles supraconducteurs, offrant de vastes perspectives dans le domaine des ordinateurs supraconducteurs.

La relation entre la supraconductivité et l’ordinateur quantique

Les matériaux supraconducteurs en niobium peuvent être fabriqués sous forme de jonctions Josephson en formant des couches minces sur des isolants très fins par pulvérisation cathodique ou évaporation. Les alliages niobium-titane courants comprennent NbTi45%, Nb53%Ti47%, NbTi50%, etc.
Les produits supraconducteurs destinés aux ordinateurs supraconducteurs comprennent notamment les tubes capillaires en niobium-titane. Les scientifiques travaillent à l’utilisation des semi-conducteurs et des supraconducteurs pour fabriquer des transistors, voire des supraconducteurs entièrement intégrés.