На лекции поговорим о подходах для создания элементов квантового компьютера, специфических именно для кремния, обладающего низкой скоростью спиновой релаксации как электронной, так и ядерной подсистем. Спиновая степень свободы электрона или ядра является одним из самых основных свойств природы и функционирует как идеальный кубит, поскольку обеспечивает естественную двухуровневую систему, нечувствительную к электрическим полям, что приводит к длительному времени квантовой когерентности. Эта когерентность сохраняется, когда спин находится в изолированных и контролируемых кремниевых устройствах нанометрового масштаба. Для создания такой системы используется изотопно-чистый кремний 28Si без ядерного спина и отдельные атомы донорной примеси – фосфора, у которого имеется единственный стабильный изотоп 31P с ядерным спином, плюс слабосвязанный донорный электрон тоже со своим спином. Именно с использованием сканирующего туннельного микроскопа (СТМ) возможно создавать квантовые схемы из отдельных атомов фосфора, поскольку СТМ, помимо уникальных аналитических возможностей, является идеальным технологическим инструментом атомного масштаба.