ساخت کیوبیت رسانا و پایدار در دمای اتاق

یکی از چالش‌های قدیمی در مسیر ساخت کامپیوترهای کوانتومی، نیاز به اعمال سرمایش تا نزدیک صفر کلوین است. به همین دلیل تجاری‌سازی این فناوری با مشکلاتی روبرو بوده است. تحقیقات بسیاری در این حوزه انجام شده و راهکارهای مختلفی نیز ارائه شده است.
یک تیم تحقیقات بین‌المللی از سوئیس، استرالیا و آلمان روشی برای حل این مشکل ارائه کردند. آن‌ها نانوکره‌های کربنی ساختند که می‌تواند در دمای اتاق نقش کیوبیت را ایفا کند. این نانوکره‌ها از سوختن نفتالین ایجاد شده و خواص کوانتومی جالبی دارند.
بنیاد کامپیوترهای کوانتومی، بیت‌های کوانتومی یا کیوبیت‌ها هستند که نقش صفر و یک را ایفا می‌کنند. جهت‌گیری اسپین الکترون به سمت بالا یا پاییین و یا هر دو جهت، ابزاری برای ذخیره‌سازی اطلاعات است. این ویژگی موجب شده تا سرعت پردازش اطلاعات در کامپیوترهای کوانتومی بسیار بیشتر از کامپیوترهای کلاسیک باشد به طوری که می‌توان میلیون‌های محاسبه را هم‌زمان انجام داد.
پایدار نگه‌داشتن کیوبیت‌ها از مهمترین چالش‌های ساخت کامپیوترکوانتومی است. کیوبیت‌ها در حد اتم یا الکترون بوده و به شدت شکننده هستند به طوری که با نویزهای پیرامون، ممکن است دچار مشکل شوند. به همین دلیل برای کارکرد صحیح کیوبیت‌ها باید آن‌ها را در دمای بسیار پایین نگه داشت؛ محققان از دمای نزدیک صفر مطلق استفاده می کنند. تجاری‌سازی چنین فناوری کاری دشوار است. برای همین، محققان به دنبال ارائه راهکار برای حل این مشکل هستند.
به گزارش ستاد توسعه فناوری نانو،پیش از این از الکترون‌های موجود در الماس به عنوان کیوبیت‌ استفاده شده است، اما الماس عایق بوده و الکترون‌ها نمی‌توانند حرکت کنند. از سوی دیگر این روش نیازمند یک مهندسی دقیق روی الماس است که بتوان با استفاده از آن یک اتم کربن را از ساختار بیرون کشید و یک اتم نیتروژن قرار داد.
محمد جوکار و همکارانش از دانشگاه سیدنی استرالیا برای حل این مشکل اقدام به تولید نانوکره‌هایی از جنس کربن کردند. این نانوکره‌ها که 40 نانومتری هستند، با اتم‌های کربنی دارای نقص ساختاری پر شده‌اند. این نقص‌ها موجب بروز هدایت الکتریکی در کره کربنی می‌شود.