能夠利用量子力學的”幽靈”特性比現有技術更快地解決問題的計算機可能看起來很有吸引力，但它們必須首先克服一個主要障礙。來自日本的科學家們可能已經發現了解決方案，他們展示了一種超導材料–氮化鈮，可以作為一個平坦的結晶層添加到氮化物-半導體基底上。這項技術可以使製造可用於傳統計算機設備的量子比特變得簡單。

傳統的矽微處理器製造技術經過幾十年的發展，不斷得到完善和提高。另一方面，大多數的量子計算架構必須主要從頭開始創建。然而，發現一種在單個芯片上集成量子和傳統邏輯單元的技術，或者甚至在現有的製造生產線上增加量子能力，可能會大大加快這些新系統的採用。

最近，東京大學工業科學研究所的一組科學家證明了氮化鈮（NbNx）薄膜如何能夠直接在氮化鋁（AlN）層上生長。氮化鈮可以在絕對零度以上16攝氏度的低溫下成為超導體。正因為如此，當它被安排在一個叫做約瑟夫森結的結構中時，它可以被用來創造一個超導四邊形。

科學家們研究了溫度對生長在AlN模板基材上的NbNx薄膜的晶體結構和電氣性能的影響。他們表明，這兩種材料中的原子間距是兼容的，足以產生平面層。

“我們發現，由於氮化鋁和氮化鈮之間的晶格失配較小，在界面上可以生長出高度結晶的層，”第一作者兼通訊作者小林敦（Atsushi Kobayashi）說。

氮化鋁的結晶性用X射線衍射法進行了表徵，表面拓撲結構用原子力顯微鏡進行了捕捉。此外，還用X射線光電子能譜法檢查了化學成分。研究小組表明，原子的排列、氮含量和導電性都取決於生長條件，特別是溫度。

小林敦說：”這兩種材料之間的結構相似性有利於將超導體整合到半導體光電子裝置中。”

此外，具有寬帶隙的AlN基底和作為超導體的NbNx之間的清晰界面對於未來的量子設備，如約瑟夫森結，是至關重要的。只有幾納米厚且具有高結晶度的超導層可被用作單光子或電子的探測器。