石墨烯是下一代运算的材料新宠，如今，研究人员们还为其找到一种可望应用在未来量子电脑的新方法。

　　“能谷电子”(Valleytronics)，这个名称类似于与其竞争的自旋电子(spintronics)，能够让量子位元(qubit)在双层石墨烯之间的波谷传导时，实现新的编码技术。相较于自旋电子在旋转的电子上编码量子位元的量子资讯，能谷电子藉由电子波沿着双层石墨烯磁畴壁穿越多个波谷，从而为编码量子位元提供动能。

　　此外，针对未来量子电脑需要越来越高的量子位元密度，美国乔治亚理工学院(Georgia Tech)和Honeywell已经制造出一种离子阱架构了。

　　“量子位元可在双层石墨烯磁畴壁沿着经拓扑保护的1D电子传导通道实现波谷极化，”乔治亚理工学院教授Feng Wang表示，“在2D石墨烯晶格中的1D波谷极化传导通道，为未来的量子电脑开启了新机会。”Feng Wang与博士后研究人员Zhiwen Shi、博士候选人Long Ju共同进行这项研究。

　　在中介层晶片上方的离子阱晶片(中间)扇出1x3mm布线至1cm正方形球闸阵列(BGA)　　

　　Feng Wang的研究团队已经针对这个主题研究长达八年了，还曾经分别使用过砷化铝、铋、碳奈米管、硫化物、金刚石、石墨烯、矽烯与矽等各种不同的材料进行研究，但一直未发现能谷电子。后来，Feng Wang的研究团队利用美国劳伦斯柏克莱国家实验室(LBNL)的先进光源，首先在可调谐的2D半导体(双层石墨烯)中详细表征1D波谷。他们发现，在4℃开氐温度下，双层石墨烯中的波谷编码电子弹道长度大约为400nm，使其成为在未来量子电脑中进行过滤与阈值的理想技技术。

　　透过红外线(IR)光(黄色部份)能聚焦双层石墨烯成像于涂覆金属的原子力学显微镜(AFM)，并以反向散射红外线辐射测量波谷。　　

　　接着，研究人员们打算在双层石墨烯中增加弹道长度，从而创造出电子波谷滤波器以及其他小型元件。

　　研究人员们利用近场红外线(IR)显微镜发现双层石墨烯磁畴壁之间的1D电子导电通道　　

　　美国能源部(DoE)科学办公室为这项研究提供资金赞助。

　　量子离子阱

　　储存量子位元的另一种方式是透过离子阱，藉由雷射方式在离子原子上编码量子资讯。乔治亚理工学院与Honeywell日前共同展示一种新的离子阱架构，可使一颗晶片所能容纳的离子阱增加好几倍。在离子阱中所容纳的量子位元可透过雷射方式进行读写。

　　透过劳伦斯柏克莱国家实验室的近场IR显微镜，研究人员们发现双层石墨烯磁畴壁上的明亮线路。

　　离子阱以往只能储存围绕晶片的周边，以便使电极可轻易地存取，如今透过新的中介层技术，离子阱可均匀储存在整个晶片上，从BGA背面进行存取。透过将表面与边缘电容器转换成沟槽式电容器，可为中介层量子位元离子阱释放更多空间。

　　研究人员表示，新的微加工技术还可应用在制造其他原子级元件上，包括感测器、磁力计以及晶片级原子钟。美国情报先进计划研究署(IARPA)为这项研究提供资金赞助。