开发量子和神经形态计算工具的许多现有技术都是基于超导体的使用，超导体是在低温下会超导的物质。在相同的体系结构中，半导体(具有部分导电性的物质)通常用于实现顶级控制。因此，为了更有效地工作，量子和神经形态系统将需要尚未开发的低功率超导体/半导体接口。
美国博尔德国家标准技术研究院，美国宇航局喷气推进实验室和英国兰开斯特大学的研究人员最近实现了一种超导热开关，该开关可以在开尔文温度下将低压输入转换为半导体兼容的输出。在发表于《自然电子》(Nature Electronics)上的论文中，研究人员展示了其在超导体和半导体之间进行连接的潜力，并利用它来驱动光子集成电路中的发光二极管。
进行这项研究的研究人员之一亚当·麦考恩(Adam McCaughan)告诉TechXplore：“在我们的研究中，我们正在尝试构建可大规模扩展的硬件神经元。”“为了构建大脑规模的神经形态计算机，您需要拥有数万亿个神经元和五百亿个连接-这意味着您必须非常节能，并且神经元之间必须进行大量交流。这就是为什么我们选择结合超导体的原因并用光电来制造神经元。”
在研究中，麦考恩和他的同事们将超导体与光电子技术相结合，光电子技术是一种同时使用电子和光的技术。他们使用的超导体具有超高能效，而光电器件则允许单个神经元与成千上万的同伴通信。但是，将这两种技术合并起来极具挑战性。
麦考恩说：“超导体之所以如此节能，部分原因是它们使用了非常小的信号，大约是硅所需电压的1/1000。”“但是同样的效率也意味着他们在与硅光电技术的交流中遇到麻烦，因此我们需要找到一种将超导输出转换为硅级输入的方法。”
McCaughan及其同事设计的超导开关利用了超导体从一种物质状态到另一种物质状态的转换(称为“相变”)，将低电平输入转换为与硅兼容的输出。开关的主要成分是具有两个“相”或“状态”的纳米级超导纳米线：量子超导相和电阻相。
