วิธีการเก็บ qubits ในขณะที่รักษาหลักการความไม่แน่นอนของ Heisenberg?


12

ฉันรู้ว่า qubits แสดงโดยอนุภาคควอนตัม (ตัวอย่างโฟตอน) และสถานะของพวกมันถูกกำหนดโดยคุณสมบัติหนึ่ง (เช่นสปิน)

คำถามของฉันเกี่ยวกับหน่วยความจำควอนตัม : qubits เก็บไว้ในคอมพิวเตอร์ควอนตัมอย่างไร ฉันคิดว่าเราต้องใช้กล่องดำเพื่อหลักการความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์กในการทำงาน หากฉันเข้าใจอย่างถูกต้องหลักการนี้จะเกี่ยวข้องกับการทับซ้อนของควิบิต

กล่องดำชนิดนี้มีการใช้งานในคอมพิวเตอร์ควอนตัมจริงอย่างไร

คำตอบ:


10

สิ่งที่คุณเรียกว่ากล่องดำคือการแยกระบบควอนตัมที่เก็บ (หรือแทน) qubits ของคุณจากสภาพแวดล้อม สามารถทำได้หลายวิธีขึ้นอยู่กับการรับรู้ทางกายภาพของคุณ ยกตัวอย่างเช่นในคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ใช้กับดักไอออนเราใช้สถานะของไอออนเดี่ยวเพื่อเป็นตัวแทนของ qubit และแยกมันออกจากสภาพแวดล้อมโดยการลอยในพื้นที่ว่างเปล่า (โดยใช้กับดักไอออน) และป้องกันจากเลเซอร์ รังสีหรือแหล่งกำเนิดแสงอื่น ๆ ที่มีผลต่อสถานะที่เลือก


ขอบคุณสำหรับคำตอบนี้ แต่ฉันมีคำถามอีกสองคำถาม: อิออนป้องกันจากรังสี / แสงอย่างไร และฉันเข้าใจวิกิพีเดียอย่างถูกต้องและกับดักไอออนกำลังใช้สนามแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อ "แก้ไข" qubit ในตำแหน่งเดียว (ไม่ใช่สถานะ) หรือไม่?
MEE - Reinstate Monica

@MEE ฉันพยายามแก้ไขคำตอบ แต่ฉันไม่รู้เหมือนกันว่ามันดูไม่สำคัญ: การป้องกันบางสิ่งจากแสงนั้นหมายถึงการเก็บไว้ในที่มืด ปิดกั้นแสงด้วยชัตเตอร์) ใช่คุณเข้าใจวิกิพีเดียอย่างถูกต้องยกเว้นว่าสำหรับการคำนวณควอนตัมมักใช้กับดักไอออน quadrupole ดังนั้นทั้งหมดนี้เป็นเพราะไฟฟ้าไม่ใช่สนามแม่เหล็ก แน่นอนว่าพวกเขารักษาตำแหน่งของไอออน (โดยการโต้ตอบกับมัน) และในบางวิธียังสถานะของมัน (โดยปล่อยให้มันอยู่คนเดียวคือไม่ได้มีปฏิสัมพันธ์กับมัน)
ปิรามิด

โดยพื้นฐานแล้วเรามีกำแพง beton ขนาดใหญ่ (อาจ 20 ซม.) (เพื่อป้องกันรังสีและแสง) และภายในนี้มีไอออนที่ถูกขังอยู่ในสนามไฟฟ้าหรือไม่? โอเคขอบคุณ.
MEE - Reinstate Monica

2
มันง่ายกว่ามาก: สำหรับการบล็อกการแผ่รังสีที่เกี่ยวข้อง (โดยทั่วไปจะมองเห็นและอาจเป็นแสงอุลตร้าไวโอเล็ตหรือแสงอินฟราเรด) แม้แต่กระดาษเพียงเล็กน้อยก็พอเพียง คุณยังมีมากกว่านั้นอีกเพราะคุณต้องการป้องกันไม่ให้โมเลกุลของอากาศมีปฏิสัมพันธ์กับไอออนดังนั้นคุณต้องมีห้องสูญญากาศสูงพิเศษซึ่งทำจากผนังเหล็กหรืออลูมิเนียมหนา 2 ซม.
ปิรามิด

2

คำถามของคุณหมุนรอบแนวคิดของควอนตัม decoherenceและวิธีการป้องกันการใช้งานจริงของ qubits จากมันเป็นเวลานาน

นี่เป็นปัญหาทั่วไปอย่างไม่น่าเชื่อและในเวลาเดียวกันรายละเอียดขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีที่ใช้

หากคุณมีการเข้าถึงได้คุณสามารถตรวจสอบบทที่ 5: "เสียงรบกวนและ decoherence" ของทฤษฎีและการออกแบบของควอนตัมโครงสร้างการเชื่อมโยงกัน นอกจากนี้เพื่อประกอบการอธิบายในรัฐของศิลปะในปัจจุบันของวิธีการที่แตกต่างกันคุณสามารถตรวจสอบโครงการนี้ Europen ในวิศวกรรมการเชื่อมโยงกันอิเล็กทรอนิกส์ควอนตัมและความสัมพันธ์ในโครงสร้างนาโนไฮบริดหรือโครงการอื่น ๆ ในยุโรปนี้ ( คำเตือน: นี่คือวิธีการของตัวเอง ) บนวิธีการเป็นสารเคมีที่จะโมเลกุล qubits


เนื่องจากปัญหาของการจัดเก็บข้อมูลควอนตัมมีความสำคัญจึงมีการพัฒนากลยุทธ์ทั่วไปบางอย่าง โดยสังเขป:

  • การแก้ไขข้อผิดพลาดเชิงปริมาณ (เช่นสำหรับการทบทวนการสอนที่ล้าสมัยเล็กน้อยดูการแก้ไขข้อผิดพลาดเชิงปริมาณสำหรับผู้เริ่มต้น ) ซึ่งเป็นสนามขนาดใหญ่โดยตัวมันเองและมีพื้นฐานมาจากการยอมรับความล้มเหลวในการสร้างการป้องกันที่เพียงพอต่อ qubits เพื่อปกป้องข้อมูลควอนตัมจากการย่อยสลาย

  • วิธีการที่แตกต่างไปยังอุปกรณ์ควอนตัมไฮบริดที่มีการประมวลผลข้อมูลใน qubits ที่มีปฏิสัมพันธ์อย่างรุนแรงและรวดเร็วกับแต่ละอื่น ๆ และสิ่งเร้าภายนอกของเรา (และยังมีแหล่งเสียง) และเก็บไว้ใน qubits หรือไม่). อีกครั้งแนวทางของตระกูลนี้ขึ้นอยู่กับรายละเอียดทางเทคโนโลยีเพื่อสร้างข้อความทั่วไป

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.