氮化鎵（GaN）的特性可以通過使用第三組元素硼、鋁和銦替換部分鎵來調(diào)節(jié)，以創(chuàng)建“極端”量子點(diǎn)陣列，因?yàn)樗鼈兪峭耆行虻模⑶野l(fā)光相同，可以提供對量子發(fā)光和量子點(diǎn)與量子比特之間相互作用的新水平的控制。

　　到目前為止，研究人員還無法構(gòu)建完美有序的材料，控制每個量子點(diǎn)的位置和大小（控制量子點(diǎn)用作量子位時如何相互作用所必需的），研究人員認(rèn)為可以通過超高溫分子束外延（MBE）克服這一問題。

　　由于量子納米材料不同于經(jīng)典半導(dǎo)體和傳統(tǒng)量子材料，該項(xiàng)目的一個內(nèi)容是開發(fā)系統(tǒng)的量子理論，預(yù)測其行為。這一理論將使研究人員能夠計(jì)算出納米結(jié)構(gòu)中可用的量子態(tài)、它們的發(fā)光特性以及它們的量子糾纏能力。

　　光發(fā)射對于讀取和寫入量子信息非常有用，但也可以直接用于高效產(chǎn)生紫外光。目前，紫外線殺菌和空氣凈化技術(shù)主要依靠水銀燈，水銀燈中含有有毒物質(zhì)并產(chǎn)生大量余熱。研究人員相信量子納米材料可以使UV-C燈更加安全，效率是目前可用的100倍。

　　研究人員表示，量子納米材料非常適合用于紫外線光電子，包括用于消毒應(yīng)用的紫外線LED。從廣義上講，200-280nm對于消毒凈化應(yīng)用非常重要。但是，使用傳統(tǒng)半導(dǎo)體技術(shù)沒有有效的方法來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。

　　除了紫外線燈，研究團(tuán)隊(duì)對量子計(jì)算和通信特別感興趣。控制光的能量，然后是發(fā)射什么類型的光，這對量子信息應(yīng)用（如遠(yuǎn)距離移動信息、量子處理、信息安全或高靈敏度傳感和檢測）至關(guān)重要。

　　研究團(tuán)隊(duì)將利用這一理論來指導(dǎo)他們?nèi)绾沃圃彀雽?dǎo)體以獲得所需的量子特性。然后，專門研究材料特性的研究人員將對新材料進(jìn)行測試，以確認(rèn)其可靠性，并進(jìn)一步驗(yàn)證其基本理論。如果能在新材料的基礎(chǔ)上進(jìn)行一些基于糾纏的演示，那將是向前邁出的一大步，將是半導(dǎo)體quantum-ready的奠基時刻。

　　該項(xiàng)目是材料基因組計(jì)劃（Materials Genome Initiative）的一部分，該計(jì)劃是一項(xiàng)聯(lián)邦多機(jī)構(gòu)計(jì)劃，旨在發(fā)現(xiàn)、制造和部署先進(jìn)材料，其速度是傳統(tǒng)方法的兩倍，成本僅為傳統(tǒng)方法的一小部分。

　　與此工作相關(guān)的一些知識產(chǎn)權(quán)已授權(quán)給由研究人員創(chuàng)建的Nanotech Inc.。