Ένα κβαντικό σύρμα είναι ένα καλώδιο ή ένα σύρμα, συχνά παρόμοιο σε λειτουργία με το χάλκινο σύρμα, αλλά κατασκευασμένο με νανοσωλήνες ενός συγκεκριμένου στοιχείου, συνήθως άνθρακα. Τα κβαντικά καλώδια είναι συνήθως αγωγοί, αλλά μπορούν επίσης να κατασκευαστούν ως μονωτές ή ημιαγωγοί. Αυτά τα καλώδια είναι ιδανικά για λειτουργίες ηλεκτρικής καλωδίωσης και για χρήση σε διαστημόπλοια επειδή είναι μικρότερα και ελαφρύτερα από τα μεταλλικά τους αντίστοιχα. Ωστόσο, η παραγωγή τους είναι ακριβή.
Οι νανοσωλήνες είναι τεχνητοί μικροσκοπικοί σωλήνες με διάμετρο 1 νανόμετρο, η οποία είναι 1 δισεκατομμυριοστό του μέτρου. Συγκριτικά, η διάμετρος μιας ανθρώπινης τρίχας μετριέται σε μικρόμετρα, τα οποία είναι 1,000 φορές μεγαλύτερη από ένα νανόμετρο. Οι νανοσωλήνες δεν χρησιμοποιούνται μόνο για τη δημιουργία κβαντικού σύρματος, αλλά χρησιμοποιούνται σε ποικίλα επιστημονικά πεδία, συμπεριλαμβανομένης της ιατρικής έρευνας.
Ανακαλύφθηκαν το 1991, οι νανοσωλήνες κατασκευάζονται όταν ένα λέιζερ πυροβολείται σε μια καθαρή ουσία, όπως ο άνθρακας. Αρχικά αυτή ήταν μια μακρά διαδικασία με πολλούς πιθανούς νανοσωλήνες να απορρίπτονται επειδή δεν ταιριάζουν στις απαιτήσεις μεγέθους, αλλά οι ερευνητές του Πανεπιστημίου Rice είχαν τελειοποιήσει μια διαδικασία για την κατασκευή νανοσωλήνων κατάλληλου μεγέθους μέχρι το 1996.
Οι νανοσωλήνες πρέπει να συνδέονται ή να συστρέφονται μεταξύ τους σε αλυσίδες για να σχηματίσουν κβαντικά σύρματα, τα οποία έχουν υψηλότερη αγωγιμότητα από τα χάλκινα σύρματα, τον καλύτερο μεταλλικό αγωγό του ηλεκτρισμού. Θεωρητικά, ένα κβαντικό σύρμα έχει το ένα έκτο του βάρους ενός χάλκινου σύρματος και μπορεί να μεταφέρει ηλεκτρισμό έως και δέκα φορές πιο αποτελεσματικά. Τα μεταλλικά κβαντικά σύρματα μπορεί να είναι κατασκευασμένα από νικέλιο (Ni) ή χρυσό (Au). Αυτά τα καλώδια είναι σε μεγάλο βαθμό ακόμα πειραματικά, αλλά έχουν χρήσεις στην ηλεκτρονική και την οπτική.
Πιθανώς ο πιο συναρπαστικός επιστημονικά τύπος κβαντικού σύρματος, ωστόσο, είναι αυτοί που κατασκευάζονται από νανοσωλήνες άνθρακα. Το 2005, το Πανεπιστήμιο Rice διεξήγαγε εκτεταμένη έρευνα για την κατασκευή κβαντικού σύρματος από νανοσωλήνες άνθρακα, χρησιμοποιώντας επιχορήγηση 11 εκατομμυρίων δολαρίων ΗΠΑ (USD) από την Εθνική Υπηρεσία Αεροναυτικής και Διαστήματος των Ηνωμένων Πολιτειών (NASA). Προγραμματισμένο να ολοκληρωθεί το 2010, το Πανεπιστήμιο Rice επιφορτίστηκε με το έργο της δημιουργίας κβαντικού σύρματος αρκετά μακρύ ώστε να χρησιμοποιείται σε διαστημόπλοια.
Δεδομένου ότι τα καλώδια είναι ελαφρύτερα και πιο αποτελεσματικά, η NASA και άλλοι επιστήμονες πιστεύουν ότι τα κβαντικά καλώδια θα μπορούσαν να είναι καθοριστικά για να επιτρέψουν στα διαστημόπλοια να ταξιδέψουν μακρύτερα στο διάστημα, καθώς κάθε επιπλέον λίβρα κοστίζει περισσότερο καύσιμο σε ένα διαστημόπλοιο. Οι επιστήμονες αντιμετωπίζουν προβλήματα με την παραγωγή αρκετών νανοσωλήνων για να κάνουν μεγάλα μήκη σύρματος, ωστόσο, δεδομένου ότι ένα πολύ συγκεκριμένο σχήμα νανοσωλήνων, που ονομάζεται “πολυθρόνα”, είναι απαραίτητο για να τους στρίψετε σε καλώδια. Το 2005, μόνο το δύο τοις εκατό των νανοσωλήνων είχαν το σωστό σχήμα για χρήση. Από το 2010, ωστόσο, οι ερευνητές του Πανεπιστημίου Rice είχαν σημειώσει σημαντική πρόοδο στην επίλυση του προβλήματος, αλλά χρειαζόταν ακόμη περισσότερη έρευνα.