به عقیده فیزیک‌دانان انگلیسی می‌توان از گرافن در ساخت بیت‌های کوانتومی جوزفسون استفاده کرد. این بیت‌های کوانتومی در اطراف اتصالِ پی(pi) ساخته خواهند شد. چنین اتصالی بهصورت طبیعی در گرافن ایجاد میشود و به ساختارهای دولایه نیاز نخواهد داشت؛ در حالی که در طرح‌های مشابه قبلی، وجود چنین ساختارهایی لازم بود.
ساخت بیت‌های کوانتومی به کمک حلقه‌های گرافنی
یک اتصال جوزفسون، از دو لایه ابررسانا تشکیل میشود که با یک لایه عایق نازک از هم جدا شده‌اند. در چنین ساختاری، جفت‌های کوپرِلایه‌های ابررسانا می‌توانند بدون از دست دادن خصوصیات ابررسانایی خود، از درون لایه عایق، تونل‌زنی کنند. اتصال‌های جوزفسون بهصورت وسیعی در بسیاری از ابزارهای الکترونیکی؛ همچون مدارهای منطقی، سلول‌های حافظه و تقویت‌کننده‌ها قابل استفاده هستند.
کالین بنیامین و جیانیس پاچوس از دانشگاه لیدز، پیشنهاد می‌کنند که حلقه‌ای از گرافن تک‌لایه ساخته شود. آنها به دنبال آنند که در چنین حلقه‌ای، ابررسانایی «موجd » را از طریق «اثر مجاورت» القا کنند و یا مستقیماً از طریق غنی‌سازی، ابررسانای گرافنی تولید کنند. در چنین طرحی، بخش‌های بالایی و پایینی حلقه، غیر ابررسانا باقی مانده و به این شکل، دو اتصال جوزفسون در این سیستم ایجاد میشود: یکی در بالای حلقه و یکی در پایین آن.
بنیامین در این باره گفت:«هر دو اتصال مذکور می‌تواند از طریق اعمال یک ولتاژ گیت ساده، به یک فازِ پی، برده شود و به این ترتیب، تبهگنی دوگانه موردنیاز برای کدگذاری بیت کوانتومی، ایجاد میشود که این تبهگنی به منزله ۰ و ۱ منطقی است.» در شکل دوم، یک اتصال جوزفسون موجd را می‌توان اصلاح نمود تا حالت‌های پایه تبهگنِ دوگانه ایجاد شود، همچنین می‌توان هر کدام از این دو حالت را با استفاده از یک شار خارجی، پر کرده(ذره در آنها نشانده) و به این شکل، بیت کوانتومی را تغییر داد؛ به‌ویژه، بنیامین و پاچوس نشان دادند که چگونه می‌توان یک گیتِ فاز و یک گیتِ تبادل ایجاد کرد و به‌وسیله آنها کل «فضای بیت کوانتومی» را پوشش داد.
در طرحی که در سال ۲۰۰۷ برای ساخت بیت‌های کوانتومی گرافنی داده شد، محققانی از دانشگاه کونستانزِ آلمان تلاش کردند تا با ساختِ نواحی تک‌لایه‌ای و دولایه‌ای، بر یک محدودیت مهم گرافن(نداشتن یک باندگپ) فائق آیند. بنیامین در این باره گفت:«ما به هیچ ساختار دولایه اضافی نیاز نداریم، تنها یک ولتاژِ گیت نیاز است تا اتصال به وضعیتِ فازِ پی، برده شود».
همچنین این تحقیق با بررسی‌های پیشین در زمینه ساخت بیت‌های کوانتومی جوزفسونِ غیر گرافنی که در آن برای دستیابی به یک جابه‌جایی پی، از فرومگنت‌ها استفاده می‌کردند، در تضاد است. بنیامین افزود:«ما پیش‌بینی می‌کنیم که گرافن بدون کمکِ عناصر فرومغناطیسی، دارای یک اتصالِ پی باشد».
گرافن به سه دلیل، یک ماده ایده‌آل در ساخت بیت‌های کوانتومی محسوب می‌گردد:»سرعت الکترون‌ها در گرافن بسیار بزرگ‌تر از مواد معمولی است؛ ساختارِ باند منحصربه‌فردی در نزدیکی «نقطه دیراک» دارد و در نهایت، همدوسی الکترونیکی گرافن، بسیار بالاست. از بیت‌های کوانتومی می‌توان در ساخت رایانه‌های کوانتومی استفاده کرد. با جفت‌کردن دو و یا تعداد بیشتری از بیت‌های کوانتومی می‌توان گیتی ساخت که قادر است عملکردهای حسابی و منطقی را اجرا کند. در این تحقیق نشان داده شد که یک تک‌گیتِ بیتِ کوانتومی، قابل ساخت است.
هم‌اکنون این گروه قصد دارد تا بر روی نحوه جفت‌شدگی دو و یا تعداد بیشتری از بیت‌های کوانتومی و ساخت گیت‌های مناسب در بین آنها تحقیق کند و به این شکل، مشکلِ مقیاسِ تولید را مرتفع نمایند.
