日本東北大學成功利用氧化物半導體「氧化鋅(ZnO)」形成三重量子點(Triple Quantum Dots),並實現量子點間耦合控制。此外,研究團隊首次觀測到僅存在於三重以上之多重量子點系統中的特殊現象「量子元胞自動器效應(Quantum Cellular Automaton Effect)。此項研究成果可望促進基於氧化鋅量子位元(Qubit)系統的量子電腦開發,並拓展至量子資訊處理等應用領域。
東北大學利用氧化鋅異質結構製作出電場控制型半導體量子點元件,成功形成三個彼此相鄰的量子點,確認了三重量子點的存在。經過進一步測量結果顯示,各量子點皆達到少數電子狀態,即量子點內電子數固定在極少數(數個)且明確定義的狀態。
以往在氧化鋅材料中,雖已能形成單一量子點,但若要應用於量子電腦或其他量子運算裝置,必須增加量子點數目並能精確控制量子點之間的耦合。本次研究的突破可望為氧化鋅系半導體在量子資訊處理領域的應用開啟新的可能性。