Квантовый компьютер с захваченными ионами
-
Основы квантовых вычислений с захваченными ионами
- Ионные квантовые компьютеры используют ионы в ловушках для хранения и обработки квантовой информации.
- Ионы могут быть охлаждены до сверхнизких температур, что позволяет им находиться в состоянии с минимальным количеством фононов.
-
Ионные ловушки и кубиты
- Ионы удерживаются в ловушках с помощью электрических полей, что позволяет контролировать их движение и состояние.
- Кубиты в ионных квантовых компьютерах могут быть созданы из различных состояний ионов, таких как атомные спины или электронные состояния.
-
Измерение состояния кубита
- Измерение состояния кубита в ионном квантовом компьютере осуществляется путем воздействия лазера на ион, что приводит к испусканию фотонов.
- Фотоны могут быть собраны и использованы для определения состояния иона с высокой точностью.
-
Вращение кубитов и операторы
- Вращение кубитов осуществляется с помощью магнитных и электрических полей, что позволяет создавать универсальные строительные блоки для квантовых вентилей.
-
Запутывание кубитов и масштабируемые конструкции ловушек
- Ионные квантовые компьютеры могут запутывать кубиты, что позволяет им выполнять сложные вычислительные задачи.
- Разработаны взаимосвязанные ионные ловушки, которые позволяют передавать информацию между кубитами без потери квантовой информации.
-
Декогеренция и подпространства без декогеренции
- Декогеренция может привести к изменению относительной фазы квантового состояния, что требует разработки методов для ее минимизации.
-
Проблемы и рекомендации
- Основными проблемами являются инициализация состояний и короткое время жизни состояний фононов.
- Для реализации квантового компьютера с захваченными ионами необходимо выполнить требования к управляемому элементу NOT.
- Существуют альтернативные схемы для реализации элементов CNOT, которые могут быть полезны для квантовых вычислений.