量子计算的未来可能取决于对TMDC(过渡金属二硫属化物)半导体材料的理解和其技术进一步的发展。当这些原子级薄材料受到压力、光或温度的控制时，它们会产生独特且有用的电学、机械学和光学特性。

在昨日发表在《自然通讯》杂志上的一篇研究，伦斯勒理工学院的科研人员演示了当把其制造的TMDC材料以特定几何形状堆叠时，粒子之间发生的相互作用能让研究人员更好地控制设备的特性。

具体来说，电子之间的相互作用变得更加强烈，以至于它们形成了一种称为相关绝缘态的新结构。研究人员表示，这是朝开发量子发射器迈出的重要一步，它是未来量子计算和模拟所需的重要组件。

领导这项工作的伦斯勒理工学院化学和生物工程助理教授史素飞(音译)表示，当发现存在这种相关状态时，是一个非常令人兴奋的事情，他们希望在量子计算中使用的一个量子自由度会得到增强。

史素飞的大部分研究都集中在更好地了解激子的电位上，激子是由光激发的电子与空穴（类似于带正电的电子）结合时形成的。史素飞和他的团队已经在由二硫化钨(WS2)和二硒化钨(WSe2)层制成的TMDC器件中证明了这种现象。

最近，该团队还观察到层间激子的产生，当电子和空穴存在于两个不同的材料层时，就会形成这种激子。史素飞说，这种激子的好处是它的寿命更长，对电场的响应更显着，这使得研究人员有更大的能力来操纵它的特性。

在他们最新的研究中，史素飞和他的团队展示了如何通过以特定方式堆叠TMDC来形成一种被称为莫尔超晶格的结构。想象下把两张纸叠在一起，每张纸都剪下相同的六边形图案。如果你改变其中一张纸的角度，两个六边形将不再完美匹配。这种新形状的形成就类似于莫尔超晶格的形成。

史素飞说，这种几何形状的好处是它能更促进电子和层间激子结合在一起，可进一步增加研究人员对激子本身的控制量。这一发现是朝着开发未来量子模拟和量子计算所需的量子发射器迈出的重要一步。

史素飞说：“它本质上打开了一个新世界的大门。我们已经看到了很多东西，只是还是透过门偷看，但我们不知道如果打开门进去会发生什么。这就是我们接下来想要做的，我们想打开门进去看看。”（编译:Qtech）