Квантовый компьютер на спинах электронов похож на ряд крошечных волчков. Каждый волчок крутится либо по часовой, либо против — это и есть кубит. Чтобы узнать результат вычисления, волчок обычно останавливают и смотрят, куда он упал. Но если волчков много, на каждый нужен отдельный «глаз» — лишний кубит-помощник. Это как держать второго кассира только для того, чтобы он говорил, что первый уже посчитал.
Авторы статьи нашли способ обойтись без помощника. Они берут пару волчков и смотрят на них одновременно через отражение радиоволн. Волчки чуть-чуть меняют свою «упругость» в зависимости от того, как крутятся. Отражённый сигнал получается разным для четырёх комбинаций: оба вверх, оба вниз, один так, другой эдак. Это как различить четыре масти карт, просто взвесив колоду на ладони.
Учёные проверили идею на кремниевой паре с крошечным магнитом. Даже с учётом шума усилителя и тепловых толчков от кристалла, разница между четырьмя состояниями остаётся заметной. Значит, такой метод можно встроить в реальный чип и сэкономить место. Меньше лишних кубитов — проще будет собрать большой квантовый компьютер.
Спин электрона — это не вращение шарика, а внутреннее свойство, как «левость» или «правость» перчатки. Два электрона в одной точке могут иметь противоположные спины, и тогда они не мешают друг другу.