Журнал Компьютерра -758   ::   Компьютерра

Хранить квантовую информацию лучше в спинах сравнительно тяжелых и

неповоротливых атомных ядер, которые вдобавок хорошо экранированы от окружения своими электронными оболочками. А значит,

надо научиться передавать квантовое состояние спина электрона спину ядра, а затем, при необходимости, считывать

его.

Оказалось, что для этого прекрасно подходят атомы стабильного изотопа фосфора-31, введенные в качестве

примесей в идеальный кристалл изотопа кремния-28. Обычный химически чистый кремний, использующийся в полупроводниковой

промышленности, кроме основного изотопа кремния-28 содержит еще почти пять процентов кремния-29, а также кремний-30. У

ядер кремния-28 спин нулевой, и они не мешают фосфору, но спин ядер кремния-29 уже не нулевой, так что он неизбежно

взаимодействует со спином ядер фосфора, способствуя его разрушению. Поэтому ученым пришлось потратить массу усилий,

чтобы получить изотопически чистые монокристаллы кремния-28.

У фосфора на один электрон больше, чем у кремния, и

его спин связан со спином ядра. С помощью пары импульсов, лежащих в радио- и микроволновом диапазоне частот, удалось

переписать квантовое состояние спина электрона фосфора в состояние спина его ядра. Те же импульсы в обратной

последовательности считывали состояние ядра, передавая его в квантовое состояние электрона. Вероятность успеха операций

записи-чтения достигала 90%, что очень неплохо для опытов подобного рода.