Forscher des Instituts für Nanowissenschaften und Materialien Aragón (INMA) haben in Zusammenarbeit mit anderen Zentren einen bedeutenden Fortschritt in der Quantencomputing erzielt, indem sie das quantenmechanische Verhalten von Graphen-Nanobändern kontrolliert haben. Diese Entdeckung, die am 1. Juli 2025 in Nature Communications veröffentlicht wurde, könnte die Schaffung von organischen Qubits revolutionieren, die für zukünftige Quantencomputer von entscheidender Bedeutung sind.
Entdeckung und Methodik
Das Forschungsteam hat eine Technik zur Synthese und Manipulation von Graphen-Nanobändern entwickelt, die lediglich 1 nm breit und zwischen 4 und 13 nm lang sind. Mithilfe von Rastertunnelmikroskopie wurden diese Nanobänder auf eine isolierende Magnesiumoxid-Oberfläche übertragen, was eine präzise Kontrolle über ihre quantenmechanischen Eigenschaften ermöglichte.
Die Wissenschaftler demonstrierten die Fähigkeit, den Spin und die elektrische Ladung in diesen Kohlenstoffstrukturen zu steuern, und konnten den Spin durch elektrische Felder aktivieren oder deaktivieren. Diese Kontrolle ist entscheidend für die Entwicklung von magnetischen Qubits, die ausschließlich auf Kohlenstoff basieren, was eine Premiere im Bereich des Quantencomputing darstellt.
Auswirkungen und zukünftige Anwendungen
Dieser Fortschritt unterstreicht nicht nur das Potenzial von Graphen-Nanobändern in der Quantencomputing, sondern öffnet auch die Tür zur Schaffung von quantenmechanischen Materialien, die speziell entwickelt wurden, um die Effizienz zu verbessern und Fehler in zukünftigen Quantencomputern zu reduzieren.
Der Erfolg dieses Projekts positioniert INMA und seine Partner an der Spitze der Forschung zu Materialien für das Quantencomputing und markiert einen wichtigen Meilenstein auf dem Weg zur Nutzung organischer Materialien in fortschrittlichen Technologien.
