Квантовый компьютер со спиновым кубитом
-
Основы квантового компьютера на спиновых кубитах
- Квантовый компьютер на спиновых кубитах использует электроны и электронные дырки в полупроводниках для вычислений.
- Первый такой компьютер был предложен в 1997 году Дэниелом Лоссом и Дэвидом П. Дивинченцо.
- Спиновые кубиты отличаются от ядерных спиновых кубитов, таких как квантовые компьютеры Кейна и ядерного магнитного резонанса.
-
Разработка и реализация спиновых кубитов
- Intel разработала квантовые компьютеры на кремниевых спиновых кубитах, известных как горячие кубиты.
- Спиновые кубиты создаются путем локального истощения двумерных электронных газов в различных полупроводниках.
- Графен также использовался для реализации спиновых кубитов.
-
Критерии масштабируемого квантового компьютера
- Квантовый компьютер Loss-DiVincenzo соответствует критериям масштабируемости, предложенным Дивинченцо, включая идентификацию кубитов, надежность подготовки, низкую декогеренцию и точные операции с квантовыми затворами.
-
Реализация двухкубитных вентилей
- Квантовый компьютер Loss-DiVincenzo использует напряжение на межточечном затворе и локальные магнитные поля для операций подкачки и управляемого элемента NOT (CNOT).
- Операция замены выполняется путем импульсного напряжения на затворе, что позволяет реализовать оператор временной эволюции.
- Оператор временной эволюции может быть модифицирован для получения оператора свопа, который работает в течение половины времени.
-
Реализация элемента CNOT
- Оператор «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ значение» может быть реализован путем комбинирования операций подкачки и вращения.
- Управляемый-Z фазовый сдвиг может быть преобразован в элемент CNOT путем окружения целевого кубита элементами Адамара.