Сотрудники исследовательского института MESA+ при Университете Твенте в Энсхеде (Голландия), действуя вместе с коллегами из технических университетов Делфта и Эйндховена, разработали нанопровода, в которых индивидуальные электроны захватываются «квантовыми точками» с возникновением сверхпроводимости.

Сочетание квантовой точки и сверхпроводимости делает возможным создание фермионов Майораны, экзотических частиц, одновременно являющихся собственными античастицами, которые считают важным компонентом будущих квантовых компьютеров.

Это не первый опыт успешного создания нанопроводов с квантовыми точками и сверхпроводимостью. Новым стало использование нанопроводов с германиевой сердцевиной и оболочкой из кремния. Это обеспечивает принципиальное преимущество нового материала, наряду с его квантовыми свойствами: индустрия накопила огромный опыт работы с кремнием и германием, благодаря чему нанопроводники возможно изготавливать практически с абсолютной точностью, помещая каждый атом на нужное место.

Первый полученный авторами проводник имел диаметр примерно 20 нм. Они подключили его к микроскопическим алюминиевым электродам и при температуре 0,02° вывели его на сверхпроводящий режим. Прилагая внешнее электрическое поле они создали квантовую точку, которая содержала в точности один электрон (в эксперименте использовалось отсутствие электрона — «дырка»).

Джууст Риддербос (Joost Ridderbos), главный автор статьи, вышедшей в Advanced Materials, говоря о значении их работы, заявил: «Я не могу сказать, тот ли это материал, который в конечном итоге будет использоваться в квантовых компьютерах; У меня нет хрустального шара для предсказаний. Однако я могу сказать, что это идеальный материал для фундаментальных исследований, связанных с разработкой квантовых компьютеров. Это совершенный материал для поиска лучшего подхода к такому компьютеру».