Investigadores del instituto de investigación MESA + de la Universidad de Twente, trabajando junto con colegas en Delft y Eindhoven, han desarrollado con éxito nanocables que permiten capturar electrones individuales mediante un "punto cuántico" en el que puede tener lugar la superconductividad. Esto significa que estos nanocables podrían desempeñar un papel en el desarrollo de las computadoras cuánticas. Los resultados se publicaron hoy en la revista científica. Materiales avanzados .

Las computadoras cuánticas hacen uso de las propiedades cuánticas de los materiales:propiedades que solo se exhiben en una escala de unas pocas docenas de nanómetros (un nanómetro es una millonésima de milímetro). Esto significa que una computadora cuántica necesita un conjunto de bloques de construcción completamente diferente al de una computadora estándar. Investigadores de todo el mundo están trabajando para crear estos bloques de construcción, pero aún no está claro qué materiales producen los mejores componentes.

Investigadores de la Universidad de Twente, trabajando con colegas de las universidades técnicas de Delft y Eindhoven, han desarrollado con éxito un nuevo e interesante bloque de construcción. Se las arreglaron para crear nanocables hechos de germanio y silicio en los que se podían capturar electrones individuales (el experimento empleó 'agujeros, ' es decir., la ausencia de un electrón) en un punto cuántico a través del cual podría ocurrir la superconductividad, una condición en la que la electricidad se mueve a través de un medio sin resistencia alguna. La combinación de un punto cuántico y superconductividad hace posible crear fermiones Majorana, partículas exóticas que son su propia antipartícula y que se consideran un componente importante en las computadoras cuánticas del futuro.

Esta no es la primera vez que los científicos logran crear nanocables con puntos cuánticos en los que puede ocurrir superconductividad. Está, sin embargo, la primera vez que esto se ha hecho utilizando nanocables que tienen un núcleo de germanio y una capa de silicio. Según el investigador Joost Ridderbos, la principal ventaja de este material, además de sus propiedades cuánticas, es que está extremadamente bien definido; es decir, se puede fabricar con gran precisión, con cada átomo en el lugar correcto. Ridderbos:"No puedo decir si este es el material que finalmente se utilizará en las computadoras cuánticas; no tengo una bola de cristal. Lo que puedo decir es que este es un material ideal para hacer una investigación fundamental que sea relevante para el desarrollo de las computadoras cuánticas. Es el material perfecto para investigar la mejor ruta hacia esta computadora ".

Los investigadores primero produjeron un alambre con un diámetro de unos 20 nanómetros. Luego lo colocaron con minúsculos electrodos de aluminio. A una temperatura de 0.02 grados Celsius por encima del cero absoluto (menos 273.15 grados Celsius) lograron pasar electricidad superconductora a través de este cable, y con la ayuda de un campo eléctrico externo crearon un punto cuántico que contiene exactamente un agujero de electrones.