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Matériel des ordinateurs quantiques

Pourquoi utilise-t-on pour les qubits de spin en silicium du silicium enrichi en isotope ²⁸Si (silicium isotopiquement purifié) ?

  1. ALe ²⁸Si a une bande interdite plus large que le silicium naturel, si bien qu'il circule moins de courant de fuite
  2. BLe ²⁹Si, qui représente environ 4,7 % du silicium naturel, possède un spin nucléaire, et les fluctuations de son champ magnétique perturbent la phase du spin de l'électron
  3. CLe ²⁸Si est plus léger que le ²⁹Si, si bien que la mobilité des électrons devient au moins 10 fois plus élevée
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Réponse : B. Le ²⁹Si, qui représente environ 4,7 % du silicium naturel, possède un spin nucléaire, et les fluctuations de son champ magnétique perturbent la phase du spin de l'électron

Le silicium naturel contient environ 92 % de ²⁸Si, environ 4,7 % de ²⁹Si et environ 3,1 % de ³⁰Si, et seul le ²⁹Si possède un spin nucléaire. Les spins nucléaires se comportent comme de minuscules aimants, et quand leurs orientations changent au hasard, le champ magnétique ressenti par le spin de l'électron fluctue, ce qui perturbe sa phase et raccourcit T2. L'utilisation de silicium isotopiquement purifié, dont la teneur en ²⁹Si est réduite à environ 0,1 % ou moins, allonge fortement le temps de cohérence.

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