Przewodnik nadprzewodzący wykonany z germanu, materiału powszechnie stosowanego do budowy chipów komputerowych, pewnego dnia mógłby stworzyć lepsze i bardziej niezawodne komputery kwantowe.
Przewodniki nadprzewodzące to materiały przewodzące prąd bez oporu, co jest przydatne przy tworzeniu dowolnego rodzaju urządzeń elektrycznych. Utrzymują one również spójność kwantową, co jest korzystne przy budowie użytecznego komputera kwantowego.
Ale podczas gdy wcześniejsze przewodniki nadprzewodzące były zazwyczaj nietypowymi materiałami, które nie byłoby łatwo włączyć do chipów komputerowych, Peter Jacobson z Uniwersytetu Queensland w Australii i jego koledzy stworzyli jeden z germu, który jest już powszechnie stosowany przez przemysł komputerowy.
Badacze stworzyli swój przewodnik nadprzewodzący, nanosząc cienką warstwę germu na gal. Proces ten nazywa się domieszkowaniem. Poprzednie badania w tym zakresie wykazały, że połączenie to w końcu było niestabilne. Aby temu zapobiec, zespół użył promieni rentgenowskich, aby wymusić większą ilość galu do materiału i w ten sposób stworzyć jednorodne i stabilne wzorce.
Jak inne znane nadprzewodniki, nowy materiał ten także nie działa w temperaturze pokojowej. Musi być schłodzony do 3,5 kelwina (-270°C/-453°C).
David Cardwell z Uniwersytetu Cambridge twierdzi, że potrzeba wyjątkowo niskich temperatur przekreśla wykorzystanie tego nadprzewodnika w urządzeniach konsumenckich, ale może idealnie nadawać się do zastosowań w komputerach kwantowych, które również wymagają superchłodzenia.
„To może być przełomowe dla obliczeń kwantowych” – mówi Cardwell. „To daje zupełnie nowy poziom funkcjonalności, ponieważ jesteś już w bardzo zimnym środowisku. To byłby, myślę, oczywisty punkt wyjścia.”
Jacobson twierdzi, że wcześniejsze prace, które nakładały nadprzewodniki na półprzewodniki, kluczowy składnik urządzeń komputerowych, powodowały wady w strukturze krystalicznej, co powodowało problemy w aplikacjach. „Nieład to naprawdę efekt pasożytniczy w technologii kwantowej” – mówi. „Powoduje on absorpcję twoich sygnałów.”
Ale nowy materiał pozwala warstwom domieszkowanego galu z germu i warstwom krzemowca leżeć na sobie z jednolitą strukturą krystaliczną w całym procesie, potencjalnie umożliwiając produkcję chipów, które łączą najlepsze właściwości półprzewodników i nadprzewodników.
