Pesquisadores do instituto de pesquisa MESA + da Universidade de Twente, trabalhando junto com colegas em Delft e Eindhoven, desenvolveram com sucesso nanofios que permitem que elétrons individuais sejam capturados por um 'ponto quântico' no qual a supercondutividade pode ocorrer. Isso significa que esses nanofios podem desempenhar um papel no desenvolvimento de computadores quânticos. Os resultados foram publicados hoje na revista científica Materiais avançados .

Os computadores quânticos fazem uso das propriedades quânticas dos materiais:propriedades que são exibidas apenas em uma escala de algumas dezenas de nanômetros (um nanômetro é um milionésimo de milímetro). Isso significa que um computador quântico precisa de um conjunto de blocos de construção completamente diferente do que um computador padrão. Pesquisadores de todo o mundo estão trabalhando para criar esses blocos de construção, mas ainda não está claro quais materiais produzem os melhores componentes.

Pesquisadores da Universidade de Twente, trabalhando com colegas nas Universidades Técnicas de Delft e Eindhoven, desenvolveram com sucesso um novo e interessante bloco de construção. Eles conseguiram criar nanofios feitos de germânio e silício em que elétrons individuais poderiam ser capturados (o experimento empregou 'buracos, 'ou seja, ausência de um elétron) em um ponto quântico através do qual a supercondutividade - uma condição na qual a eletricidade se move através de um meio sem qualquer resistência - poderia ocorrer. A combinação de um ponto quântico e supercondutividade torna possível criar férmions de Majorana, partículas exóticas que são suas próprias antipartículas e que são consideradas um componente importante nos computadores quânticos do futuro.

Esta não é a primeira vez que os cientistas conseguiram criar nanofios com pontos quânticos nos quais a supercondutividade pode ocorrer. Isto é, Contudo, a primeira vez que isso foi feito usando nanofios com núcleo de germânio e casca de silício. Segundo o pesquisador Joost Ridderbos a principal vantagem desse material, além de suas propriedades quânticas, é que está extremamente bem definido; quer dizer, pode ser fabricado com grande precisão, com cada átomo no lugar certo. Ridderbos:"Não posso dizer se este é o material que acabará por ser usado em computadores quânticos; não tenho uma bola de cristal. O que posso dizer é que este é um material ideal para fazer pesquisas fundamentais relevantes para o desenvolvimento de computadores quânticos. É o material perfeito para investigar a melhor rota para esse computador. "

Os pesquisadores primeiro produziram um fio com diâmetro de cerca de 20 nanômetros. Eles então o ajustaram com minúsculos eletrodos de alumínio. A uma temperatura de 0,02 graus Celsius acima do zero absoluto (menos 273,15 graus Celsius), eles conseguiram passar eletricidade supercondutora através deste fio, e com a ajuda de um campo elétrico externo eles criaram um ponto quântico contendo exatamente um buraco de elétron.