양자 컴퓨터의 하드웨어

실리콘 스핀 큐비트에 동위 원소 ²⁸Si의 비율을 높인(동위 원소 농축한) 실리콘이 쓰이는 이유로 올바른 것은?

  1. A²⁸Si는 천연 실리콘보다 밴드갭이 커서 누설 전류가 잘 흐르지 않기 때문
  2. B천연 실리콘에 약 4.7% 포함된 ²⁹Si는 핵스핀을 가지며, 그 자기장의 요동이 전자 스핀의 위상을 흐트러뜨리기 때문
  3. C²⁸Si는 ²⁹Si보다 가벼우므로 전자의 이동도가 10배 이상이 되기 때문
정답과 해설 보기

정답: B. 천연 실리콘에 약 4.7% 포함된 ²⁹Si는 핵스핀을 가지며, 그 자기장의 요동이 전자 스핀의 위상을 흐트러뜨리기 때문

천연 실리콘은 ²⁸Si가 약 92%, ²⁹Si가 약 4.7%, ³⁰Si가 약 3.1%이며, 이 중 ²⁹Si만이 핵스핀을 가지고 있습니다. 핵스핀은 작은 자석처럼 작용하며, 그 방향이 무작위로 바뀌면 전자 스핀이 느끼는 자기장이 요동하여 위상이 흐트러지고 T2가 짧아집니다. ²⁹Si를 0.1% 정도 이하까지 줄인 동위 원소 농축 실리콘을 사용하면 결맞음 시간이 크게 늘어납니다.

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