Многие металлы при температурах, приближающихся к абсолютному нулю (0 К, -273 °C ил и-460 °F), полностью теряют устойчивость к протеканию электрического тока и становятся сверхпроводящими. Происходят и другие, не менее драматические изменения электрических свойств. Одно из них — эффект Джозефсона, названный так в честь британского физика Брайана Д. Джозефсона, который предсказал, а затем открыл это явление в 1962 году. Эффект Джозефсона определяет прохождение тока от одного сверхпроводящего металла к другому через очень тонкую изолирующую пленку между ними (джозефсоновский переход) и влияние на этот ток небольших магнитных полей.
Устройства на основе джозефсоновских переходов переходят из одного электрического состояния в другое за необычайно короткое время, что открывает возможность создания сверхпроводящих микросхем, которые работают быстрее, чем любые другие известные виды. Были предприняты серьезные усилия по созданию компьютера на этой основе, но большинство проектов были либо прекращены, либо резко сокращены из-за технических трудностей. Интерес к этому подходу также угас из-за увеличения скорости работы полупроводниковых микросхем III-V.
Джозефсоновские переходы находят и другое применение в науке. Например, из них получаются чрезвычайно чувствительные детекторы малых магнитных полей. Теоретически известно, что напряжение на джозефсоновском переходе зависит только от значений некоторых основных физических констант. Поскольку эти константы известны с большой точностью, джозефсоновские переходы теперь используются для получения абсолютного стандарта напряжения.
Другие важные применения джозефсоновских переходов связаны с метрологией очень высокоскоростных сигналов. Измерения быстрых явлений требуют использования еще более быстрых измерительных инструментов, которые и обеспечивают джозефсоновские приборы.
