Ricercatori dell'istituto di ricerca MESA+ dell'Università di Twente, lavorando insieme ai colleghi di Delft ed Eindhoven, hanno sviluppato con successo nanofili che consentono di catturare singoli elettroni da un "punto quantico" su cui può aver luogo la superconduttività. Ciò significa che tali nanofili potrebbero svolgere un ruolo nello sviluppo dei computer quantistici. I risultati sono stati pubblicati oggi sulla rivista scientifica Materiale avanzato .

I computer quantistici sfruttano le proprietà quantistiche dei materiali:proprietà che vengono esibite solo su una scala di poche decine di nanometri (un nanometro è un milionesimo di millimetro). Ciò significa che un computer quantistico ha bisogno di un insieme completamente diverso di elementi costitutivi rispetto a un computer standard. I ricercatori di tutto il mondo stanno lavorando per creare tali elementi costitutivi, ma non è ancora chiaro quali materiali producano i componenti migliori.

Ricercatori dell'Università di Twente, lavorando con i colleghi delle Università Tecniche di Delft ed Eindhoven, hanno sviluppato con successo un nuovo e interessante elemento costitutivo. Sono riusciti a creare nanofili fatti di germanio e silicio in cui potrebbero essere catturati singoli elettroni (l'esperimento ha impiegato "buchi, ' cioè., l'assenza di un elettrone) in un punto quantico attraverso il quale potrebbe verificarsi la superconduttività, una condizione in cui l'elettricità si muove attraverso un mezzo senza alcuna resistenza. La combinazione di punto quantico e superconduttività rende possibile creare fermioni di Majorana, particelle esotiche che sono la loro stessa antiparticella e che sono considerate una componente importante nei computer quantistici del futuro.

Questa non è la prima volta che gli scienziati sono riusciti a creare nanofili con punti quantici su di essi in cui può verificarsi la superconduttività. È, però, la prima volta che ciò è stato fatto utilizzando nanofili con un nucleo di germanio e un guscio di silicio. Secondo il ricercatore Joost Ridderbos il principale vantaggio di questo materiale, oltre alle sue proprietà quantistiche, è che è estremamente ben definito; vale a dire, può essere fabbricato con grande precisione, con ogni singolo atomo al posto giusto. Ridderbos:"Non posso dire se questo è il materiale che alla fine verrà utilizzato nei computer quantistici; non ho una sfera di cristallo. Quello che posso dire è che questo è un materiale ideale per fare ricerche fondamentali rilevanti per lo sviluppo dei computer quantistici. È il materiale perfetto per studiare il percorso migliore verso questo computer".

I ricercatori hanno prima prodotto un filo con un diametro di circa 20 nanometri. Lo hanno poi dotato di minuscoli elettrodi di alluminio. A una temperatura di 0,02 gradi Celsius sopra lo zero assoluto (meno 273,15 gradi Celsius) sono riusciti a far passare l'elettricità superconduttiva attraverso questo filo, e con l'aiuto di un campo elettrico esterno hanno creato un punto quantico contenente esattamente un foro di elettroni.