能够利用量子力学的"幽灵"特性比现有技术更快地解决问题的计算机可能看起来很有吸引力，但它们必须首先克服一个主要障碍。来自日本的科学家们可能已经发现了解决方案，他们展示了一种超导材料--氮化铌，可以作为一个平坦的结晶层添加到氮化物-半导体基底上。这项技术可以使制造可用于传统计算机设备的量子比特变得简单。

传统的硅微处理器制造技术经过几十年的发展，不断得到完善和提高。另一方面，大多数的量子计算架构必须主要从头开始创建。然而，发现一种在单个芯片上集成量子和传统逻辑单元的技术，或者甚至在现有的制造生产线上增加量子能力，可能会大大加快这些新系统的采用。

最近，东京大学工业科学研究所的一组科学家证明了氮化铌（NbNx）薄膜如何能够直接在氮化铝（AlN）层上生长。氮化铌可以在绝对零度以上16摄氏度的低温下成为超导体。正因为如此，当它被安排在一个叫做约瑟夫森结的结构中时，它可以被用来创造一个超导四边形。

科学家们研究了温度对生长在AlN模板基材上的NbNx薄膜的晶体结构和电气性能的影响。他们表明，这两种材料中的原子间距是兼容的，足以产生平面层。

"我们发现，由于氮化铝和氮化铌之间的晶格失配较小，在界面上可以生长出高度结晶的层，"第一作者兼通讯作者小林敦（Atsushi Kobayashi）说。

氮化铝的结晶性用X射线衍射法进行了表征，表面拓扑结构用原子力显微镜进行了捕捉。此外，还用X射线光电子能谱法检查了化学成分。研究小组表明，原子的排列、氮含量和导电性都取决于生长条件，特别是温度。

小林敦说："这两种材料之间的结构相似性有利于将超导体整合到半导体光电子装置中。"

此外，具有宽带隙的AlN基底和作为超导体的NbNx之间的清晰界面对于未来的量子设备，如约瑟夫森结，是至关重要的。只有几纳米厚且具有高结晶度的超导层可被用作单光子或电子的探测器。