Chercheurs de l'institut de recherche MESA+ de l'Université de Twente, travailler avec des collègues à Delft et Eindhoven, ont développé avec succès des nanofils permettant à des électrons individuels d'être capturés par un «point quantique» sur lequel la supraconductivité peut avoir lieu. Cela signifie que ces nanofils pourraient jouer un rôle dans le développement des ordinateurs quantiques. Les résultats ont été publiés aujourd'hui dans la revue scientifique Matériaux avancés .

Les ordinateurs quantiques exploitent les propriétés quantiques des matériaux :des propriétés qui ne se manifestent qu'à l'échelle de quelques dizaines de nanomètres (un nanomètre est un millionième de millimètre). Cela signifie qu'un ordinateur quantique a besoin d'un ensemble de blocs de construction complètement différent de celui d'un ordinateur standard. Des chercheurs du monde entier travaillent à créer de tels blocs de construction, mais on ne sait toujours pas quels matériaux donnent les meilleurs composants.

Chercheurs de l'Université de Twente, travailler avec des collègues des universités techniques de Delft et d'Eindhoven, ont développé avec succès un nouveau bloc de construction intéressant. Ils ont réussi à créer des nanofils faits de germanium et de silicium dans lesquels des électrons individuels pouvaient être capturés (l'expérience employait des « trous, ' c'est à dire., l'absence d'électron) dans une boîte quantique à travers laquelle la supraconductivité - une condition dans laquelle l'électricité se déplace à travers un milieu sans aucune résistance - pourrait se produire. La combinaison d'une boîte quantique et de la supraconductivité permet de créer des fermions de Majorana, particules exotiques qui sont leur propre antiparticule et qui sont considérées comme un élément important des ordinateurs quantiques du futur.

Ce n'est pas la première fois que des scientifiques réussissent à créer des nanofils avec des points quantiques sur eux dans lesquels la supraconductivité peut se produire. Il est, cependant, la première fois que cela a été fait en utilisant des nanofils ayant un noyau de germanium et une coque de silicium. Selon le chercheur Joost Ridderbos, le principal avantage de ce matériau, outre ses propriétés quantiques, c'est qu'il est extrêmement bien défini; c'est-à-dire, il peut être fabriqué avec une grande précision, avec chaque atome au bon endroit. Ridderbos :« Je ne peux pas dire si c'est le matériau qui sera finalement utilisé dans les ordinateurs quantiques; je n'ai pas de boule de cristal. Ce que je peux dire, c'est que c'est un matériau idéal pour faire de la recherche fondamentale qui est pertinente pour le développement des ordinateurs quantiques. C'est le matériau parfait pour étudier la meilleure voie vers cet ordinateur.

Les chercheurs ont d'abord produit un fil d'un diamètre d'environ 20 nanomètres. Ils l'ont ensuite équipé de minuscules électrodes en aluminium. À une température de 0,02 degrés Celsius au-dessus du zéro absolu (moins 273,15 degrés Celsius), ils ont réussi à faire passer de l'électricité supraconductrice à travers ce fil, et à l'aide d'un champ électrique externe, ils ont créé une boîte quantique contenant exactement un trou électronique.