量子計算機は従来の計算機の性能をはるかに凌駕し、複雑な状況の計算を可能とするが、現状ではノイズへの耐性が十分ではなく、その改善を目指して多くの研究がおこなわれている。しかし、量子情報の制御や検出に関わるハードウェアのリソースが現在の量子計算機の１万倍程度必要とされ、今の技術の延長では開発の道筋が明らかとなっていない。NIMSでは、量子計算機ハードウェアの個別の問題を解決するため、使用されている材料を抜本的に見直し、より制御性や歩留まりのよい材料・接合の作製および微細加工プロセスの開発を行っている。これまで量子計算機に用いられてきた材料は、超伝導体ではアルミやニオブ、半導体ではシリコンなど従来から応用されてきた標準的な物質であったが、酸化物や窒化物、合金材料など物質の範疇を限定せず、量子計算機への応用可能性を模索する。１例として、高品質酸化物を半導体として用いた量子ビットの実証を進めつつあり、セラミックスに特徴的な動作安定性や金属との電気的接触の取りやすさなど、従来の半導体に対する優位性が明らかとなってきている。また、量子ビットだけでなく、量子制御や検出に用いられるマイクロ波送信・受信ラインには超伝導体や磁性体を用いた部品が数多く存在するため、市販品では対応できない形状や特性の素子の開発も目指している。