Kvantna žica je kabel ili žica, često slična bakrenoj žici, ali izrađena od nanocijevi određenog elementa, obično ugljika. Kvantne žice su obično vodiči, ali mogu biti izrađene i kao izolatori ili poluvodiči. Ove žice su idealne za funkcije električnog ožičenja i za korištenje na svemirskim letjelicama jer su manje i lakše od svojih metalnih kolega. Međutim, njihova proizvodnja je skupa.
Nanocijevi su umjetne mikroskopske cijevi promjera 1 nanometar, što mjeri 1 milijarditi dio metra. Za usporedbu, promjer jedne ljudske kose mjeri se u mikrometrima, koji su 1,000 puta veći od nanometra. Nanocijevi se ne koriste samo za stvaranje kvantne žice, već se koriste u raznim znanstvenim područjima, uključujući medicinska istraživanja.
Otkrivene 1991. godine, nanocijevi nastaju kada se laser puca na čistu tvar, kao što je ugljik. Izvorno je ovo bio dugotrajan proces s mnogo potencijalnih nanocijevi odbačenih jer nisu odgovarale zahtjevima veličine, ali istraživači Sveučilišta Rice usavršili su proces za izradu nanocijevi odgovarajuće veličine do 1996. godine.
Nanocijevi moraju biti povezane ili upletene zajedno u lance kako bi se formirale kvantne žice, koje imaju veću vodljivost od bakrenih žica, najboljeg metalnog vodiča električne energije. U teoriji, kvantna žica ima jednu šestinu težine bakrene žice i može provesti električnu energiju do deset puta učinkovitije. Metalne kvantne žice mogu biti izrađene od nikla (Ni) ili zlata (Au). Ove žice su uglavnom još uvijek eksperimentalne, ali se koriste u elektronici i optici.
No, vjerojatno znanstveno najuzbudljivija vrsta kvantne žice su one izrađene od ugljikovih nanocijevi. Godine 2005. Sveučilište Rice provodilo je opsežna istraživanja u izradi kvantne žice od ugljikovih nanocijevi, koristeći donaciju od 11 milijuna američkih dolara (USD) američke Nacionalne uprave za aeronautiku i svemir (NASA). Planirano da bude dovršeno 2010. godine, Sveučilište Rice dobilo je zadatak da stvori kvantnu žicu dovoljno dugu da se može koristiti u svemirskim letjelicama.
Budući da su žice lakše i učinkovitije, NASA i drugi znanstvenici vjeruju da bi kvantne žice mogle biti instrumentalne u omogućavanju letjelicama da putuju dalje u svemir jer svaka dodatna funta košta letjelicu više goriva. Znanstvenici imaju problema s proizvodnjom dovoljno nanocijevi za izradu dugih duljina žice, međutim, budući da je vrlo specifičan oblik nanocijevi, nazvan “fotelja”, neophodan za njihovo uvijanje u žice. Godine 2005. samo je dva posto nanocijevi imalo ispravan oblik za korištenje. Međutim, od 2010. godine istraživači Sveučilišta Rice postigli su značajan napredak u rješavanju problema, ali je još bilo potrebno više istraživanja.