Научные исследования и технические разработки
по физике. Новости, факты, люди, интервью. Теория и практика.
Каталог статей. Каталог ссылок. Форум. Научно-технические разработки.
Документация, библиотека.
Палата мер и весов. Работа
для физиков. Юмор, сатира, лирика.
Прецизионный контроль ядерных спиновых кубитов в кремнии
Задача о регистрации прецессии ядерных спинов возникает в самых различных областях, включая химию, материаловедение, биологию, медицину и т.д. Ее решение становится возможным благодаря хорошей изоляции таких спинов от их окружения, даже в твердых телах.
По этой причине ядерные спины доноров 31Р в кремнии считаются одними из основных кандидатов в квантовые биты (кубиты) для масштабируемых квантовых информационных устройств. Из-за измерительных сложностей эксперименты до недавнего времени проводили только с большими ансамблями донорных спинов (~109), между тем как интерес представляет поведение изолированного кубита. В работе [1] (Австралия, Великобритания) представлены результаты измерения состояния одного-единственного ядерного спина 31Р в изотопически чистом кремнии 28Si, а также реализовано когерентное управление таким спином. Для этих целей использованы методики электронного спинового и ядерного магнитного резонансов (см. рис.).
Для контроля ядерного спина используется его взаимодействие со спином электрона того же атома.
На схеме энергетических уровней показаны переходы для ЭПР (синие стрелки) и ЯМР (красные стрелки). ↑ и ↓ – состояния электронных спинов, Ý и ß – состояния ядерных спинов.
Точность определения состояния ядерного спина превысила 99.8%, что для твердотельных кубитов на сегодняшний день является рекордом и сопоставимо только с данными для ионов в магнитной ловушке. Время декогерентизации ядерных спиновых кубитов составило 60 мс.
