Cuốn sách này nhằm mục đích giới thiệu về mô hình số của các khía cạnh khác nhau của các ứng dụng siêu dẫn quy mô lớn: điện từ, nhiệt, cơ học và nhiệt thủy lực. Không thể bỏ qua tầm quan trọng của mô hình tính toán để thúc đẩy nghiên cứu siêu dẫn hiện tại, đặc biệt là khi xét đến những lợi ích to lớn mà siêu dẫn mang lại trong nhiều nỗ lực của con người, bao gồm tạo ra năng lượng, điều trị y tế và các công nghệ điện trong tương lai.

Bằng cách đề cập đến lý thuyết, thiết kế và chế tạo vật liệu siêu dẫn có cấu trúc nano, chuyên khảo này là nguồn tài nguyên vô giá cho nghiên cứu và phát triển. Ví dụ là các giải pháp tiết kiệm năng lượng, chăm sóc sức khỏe và công nghệ truyền thông. Các thành phần chính là vật liệu có hoa văn nano giúp cải thiện các thông số quan trọng của siêu dẫn và hiệu suất của các thiết bị siêu dẫn, đồng thời dẫn đến các chức năng mới. Nội dung Hướng dẫn về siêu dẫn có cấu trúc nano Chụp ảnh các xoáy trong siêu dẫn: từ thang nguyên tử đến khoảng cách vĩ mô Thăm dò động lực học xoáy ở cấp độ xoáy đơn bằng kính hiển vi quét độ cảm ứng điện.

Một lưu lượng kế siêu âm không xâm lấn được nghiên cứu, trong đó đường ống không bị đục lỗ và không có vật cản bên trong. Sóng đàn hồi được kích thích bên trong thành ống tương tác với chất lỏng lân cận để tạo thành sóng gần như dẫn hướng. Sóng này có thể là sóng rò rỉ hoặc sóng bị kẹt. Bức xạ của sóng rò rỉ được khai thác để làm mất sóng bên trong đường ống. Sóng gần như dẫn hướng được nghiên cứu chuyên sâu, đặc biệt chú trọng đến hành vi bức xạ của chúng. Các phương pháp tính toán hiệu quả và độ tin cậy cao được phát triển cho mục đích này. Thời gian truyền siêu âm trong lưu lượng kế được mô hình hóa một cách có hệ thống dựa trên các sóng đã đề cập ở trên. Nhờ đó, các tác động của dòng chảy chất lỏng và nhiệt độ được đưa vào một cách rõ ràng theo phương pháp phân tích

Trong khi máy tính lượng tử phổ quát dường như không nằm trong tầm với trong tương lai gần, công trình này tập trung vào mô phỏng lượng tử tương tự của các mô hình lượng tử hấp dẫn về tương tác ánh sáng-vật chất, với mục tiêu đạt được tốc độ tính toán nhanh hơn so với phần cứng cổ điển. Các khối xây dựng hiện có của phần cứng lượng tử được sử dụng từ các mạch siêu dẫn, đã được chứng minh là một nền tảng thử nghiệm rất phù hợp để triển khai các mô hình Hamiltonian ở mức độ kiểm soát cao.

Cuốn sách này nhằm mục đích xác định các tác động môi trường của việc ứng dụng chất siêu dẫn trong các công nghệ lưới điện trong tương lai như cáp điện siêu dẫn.

Bằng cách đề cập đến lý thuyết, thiết kế và chế tạo vật liệu siêu dẫn có cấu trúc nano, chuyên khảo này là nguồn tài nguyên vô giá cho nghiên cứu và phát triển. Ví dụ là các giải pháp tiết kiệm năng lượng, chăm sóc sức khỏe và công nghệ truyền thông. Các thành phần chính là vật liệu có hoa văn nano giúp cải thiện các thông số quan trọng của siêu dẫn và hiệu suất của các thiết bị siêu dẫn, đồng thời dẫn đến các chức năng mới

Chất siêu dẫn là một lĩnh vực vật lý hấp dẫn, với các nghiên cứu tập trung vào việc mô tả cơ chế và tính chất của nó, đặc biệt là trong việc hiểu tương tác ghép đôi và cấu trúc khe siêu dẫn. Cuốn sách này cung cấp những thảo luận lý thuyết và thực nghiệm quan trọng về các chất siêu dẫn mới và độc đáo.

Cảm biến lượng tử là một lĩnh vực rộng lớn và mới nổi cho phép nghiên cứu tại chỗ các hệ thống lượng tử và do đó phát triển các hệ thống lai lượng tử. Công trình này tạo ra nền tảng cho các hệ thống lai siêu dẫn-từ trực tiếp bằng cách phát triển một sơ đồ cảm biến vi sóng cục bộ và nghiên cứu ảnh hưởng của từ trường tĩnh lên qubit siêu dẫn. Cuối cùng, một hệ thống lai chứng minh nguyên lý đã được chứng minh, mở đường cho các mạch lượng tử siêu dẫn-từ.

Thiết bị lưới điện, dựa trên vật liệu siêu dẫn, có thể giảm các mối đe dọa đối với lưới điện do trở kháng lưới điện thấp hơn do phân cấp trong cấu trúc lưới điện và mang lại nhiều lợi thế hơn nữa. Cuốn sách này giới thiệu các vật liệu siêu dẫn, chức năng của máy biến áp giới hạn dòng điện siêu dẫn và quy trình thiết kế và tối ưu hóa đằng sau một thiết bị như vậy. Sách cũng trình bày quá trình sản xuất máy biến áp lai siêu dẫn loại 1 MVA và thử nghiệm thực nghiệm của nó.