یك اتصال جوزفسون، از دو لایه ابررسانا تشكیل می‌شود كه با یك لایه عایق نازك از هم جدا شده‌اند.

به گزارش روز شنبه باشگاه خبرنگاران دانشجویی ایران "ایسكانیوز" در چنین ساختاری، جفت‌های كوپرِلایه‌های ابررسانا می‌توانند بدون از دست‌ دادن خصوصیات ابررسانایی خود، از درون لایه عایق، تونل‌زنی كنند. اتصال‌های جوزفسون به‌صورت وسیعی در بسیاری از ابزارهای الكترونیكی؛ همچون مدارهای منطقی، سلول‌های حافظه و تقویت‌كننده‌ها قابل استفاده هستند.
كالین بنیامین و جیانیس پاچوس از دانشگاه لیدز، پیشنهاد می‌كنند كه حلقه‌ای از گرافن تك‌لایه ساخته شود. آنها به دنبال‌ آنند كه در چنین حلقه‌ای، ابررسانایی «موجd » را از طریق «اثر مجاورت» القا كنند و یا مستقیماً از طریق غنی‌سازی، ابررسانای گرافنی تولید كنند. در چنین طرحی، بخش‌های بالایی و پایینی حلقه، غیر ابررسانا باقی مانده و به این شكل، دو اتصال جوزفسون در این سیستم ایجاد می‌شود: یكی در بالای حلقه و یكی در پایین آن.
بنیامین در این‌ باره گفت:«هر دو اتصال مذكور می‌تواند از طریق اعمال یك ولتاژ گیت ساده، به یك فازِ پی، برده شود و به این ترتیب، تبهگنی دوگانه موردنیاز برای كدگذاری بیت كوانتومی، ایجاد می‌شود كه این تبهگنی به ‌منزله ? و ? منطقی است.» در شكل دوم، یك اتصال جوزفسون موجd را می‌توان اصلاح نمود تا حالت‌های پایه تبهگنِ دوگانه ایجاد شود، همچنین می‌توان هر كدام از این دو حالت را با استفاده از یك شار خارجی، پر كرده(ذره در آنها نشانده) و به‌ این شكل، بیت كوانتومی را تغییر داد؛ به‌ویژه، بنیامین و پاچوس نشان دادند كه چگونه می‌توان یك گیتِ فاز و یك گیتِ تبادل ایجاد كرد و به‌وسیله آنها كل «فضای بیت كوانتومی» را پوشش داد.
در طرحی كه در سال ???? برای ساخت بیت‌های كوانتومی گرافنی داده شد، محققانی از دانشگاه كونستانزِ آلمان تلاش كردند تا با ساختِ نواحی تك‌لایه‌ای و دولایه‌ای، بر یك محدودیت مهم گرافن(نداشتن یك باندگپ) فائق آیند. بنیامین در این باره گفت:«ما به هیچ ساختار دولایه اضافی نیاز نداریم، تنها یك ولتاژِ گیت نیاز است تا اتصال به وضعیتِ فازِ پی، برده شود».
به گزارش ایسكانیوز به نقل از نانو، این تحقیق با بررسی‌های پیشین در زمینه ساخت بیت‌های كوانتومی جوزفسونِ غیر گرافنی كه در آن برای دستیابی به یك جابه‌جایی پی، از فرومگنت‌ها استفاده می‌كردند، در تضاد است. بنیامین افزود:«ما پیش‌بینی می‌كنیم كه گرافن بدون كمكِ عناصر فرومغناطیسی، دارای یك اتصالِ پی باشد».
گرافن به سه دلیل، یك ماده ایده‌آل در ساخت بیت‌های كوانتومی محسوب می‌گردد:»سرعت الكترون‌ها در گرافن بسیار بزرگ‌تر از مواد معمولی است؛ ساختارِ باند منحصربه‌فردی در نزدیكی «نقطه دیراك» دارد و در نهایت، همدوسی الكترونیكی گرافن، بسیار بالاست. از بیت‌های كوانتومی می‌توان در ساخت رایانه‌های كوانتومی استفاده كرد. با جفت‌كردن دو و یا تعداد بیشتری از بیت‌های كوانتومی می‌توان گیتی ساخت كه قادر است عملكردهای حسابی و منطقی را اجرا كند. در این تحقیق نشان داده شد كه یك تك‌گیتِ بیتِ كوانتومی، قابل‌ ساخت است.
هم‌اكنون این گروه قصد دارد تا بر روی نحوه جفت‌شدگی دو و یا تعداد بیشتری از بیت‌های كوانتومی و ساخت گیت‌های مناسب در بین آنها تحقیق كند و به این شكل، مشكلِ مقیاسِ تولید را مرتفع نمایند.