Hardware voor kwantumcomputers
Waarom wordt voor spinqubits in silicium silicium gebruikt dat verrijkt is met de isotoop ²⁸Si (isotopisch gezuiverd silicium)?
- A²⁸Si heeft een grotere bandgap dan natuurlijk silicium, dus er loopt minder lekstroom
- B²⁹Si, ongeveer 4,7% van natuurlijk silicium, heeft een kernspin, en fluctuaties van het magnetisch veld daarvan verstoren de fase van de elektronspin
- C²⁸Si is lichter dan ²⁹Si, dus de elektronenmobiliteit wordt 10 keer of meer zo hoog
Antwoord en toelichting tonen
Antwoord: B. ²⁹Si, ongeveer 4,7% van natuurlijk silicium, heeft een kernspin, en fluctuaties van het magnetisch veld daarvan verstoren de fase van de elektronspin
Natuurlijk silicium bestaat voor ongeveer 92% uit ²⁸Si, ongeveer 4,7% uit ²⁹Si en ongeveer 3,1% uit ³⁰Si, en alleen ²⁹Si heeft een kernspin. Kernspins gedragen zich als kleine magneetjes; als hun oriëntatie willekeurig verandert, fluctueert het magnetisch veld dat de elektronspin ondervindt, wat de fase verstoort en T2 verkort. Met isotopisch gezuiverd silicium waarin ²⁹Si is teruggebracht tot ongeveer 0,1% of minder, wordt de coherentietijd sterk verlengd.