Jaka jest fizyczna reprezentacja kubita?

10

W zwykłych komputerach bity mogą być fizycznie reprezentowane przy użyciu szerokiej gamy urządzeń dwustanowych, takich jak biegunowość magnetyzacji określonego obszaru filmu ferromagnetycznego lub dwa poziomy ładunku elektrycznego w kondensatorze.

Kubity mają jednak tę właściwość, że mogą znajdować się w superpozycji obu stanów jednocześnie. Widziałem odpowiedzi na to pytanie , które wyjaśniają, w jaki sposób kubit może być reprezentowany lub modelowany za pomocą zwykłego komputera.

Więc chcę wiedzieć, czego można używać (i jest używane przez firmy takie jak D-Wave) do reprezentowania kubita w prawdziwym fizycznym komputerze kwantowym?

u32i64
źródło

Odpowiedzi:

13

W tej części Wikipedii zebrano najważniejsze bieżące próby fizycznego wdrożenia kubitów.

Do fizycznego wdrożenia komputera kwantowego poszukuje się wielu różnych kandydatów, wśród nich (wyróżniających się fizycznym systemem stosowanym do realizacji kubitów):

  • Nadprzewodnikowe obliczenia kwantowe (kubit realizowane przez stan małych obwodów nadprzewodzących (węzły Josephsona))

  • Komputer kwantowy w pułapce jonowej (kubit realizowany przez wewnętrzny stan uwięzionych jonów)

  • Sieci optyczne (kubit realizowane przez wewnętrzne stany neutralnych atomów uwięzionych w sieci optycznej)

  • Komputer kropek kwantowych oparty na spinie (np. Komputer kwantowy Loss-DiVincenzo) (kubit podany przez stany spinowe uwięzionych elektronów)

  • Komputer kropki kwantowej, przestrzenny (kubit podany przez pozycję elektronu w podwójnej kropce kwantowej)

  • Jądrowy rezonans magnetyczny na cząsteczkach w roztworze (NMR w stanie ciekłym) (kubit zapewniony przez spiny jądrowe w rozpuszczonej cząsteczce)

  • Półprzewodnikowe komputery kwantowe NMR Kane'a (kubit realizowany przez stan spinów jądrowych donorów fosforu w krzemie)

  • Komputery kwantowe elektron na helu (kubit jest spinem elektronowym)

  • Wnękowa elektrodynamika kwantowa (CQED) (kubit zapewniony przez wewnętrzny stan uwięzionych atomów sprzężonych z wnękami o wysokiej finezji)

  • Magnes cząsteczkowy (kubit podany przez stany spinu)

  • Komputer kwantowy ESR oparty na fulerenach (kubit oparty na spinie elektronowym atomów lub cząsteczek zamkniętych w fulerenach)

  • Liniowy optyczny komputer kwantowy (kubity realizowane przez przetwarzanie stanów różnych modów światła przez elementy liniowe, np. Lustra, dzielniki wiązki i przesuwniki faz)

  • Komputer kwantowy na bazie diamentu (kubit realizowany przez spin elektroniczny lub jądrowy centrów próżniowych w diamentie)

  • Komputer kwantowy na bazie kondensatu Bosego-Einsteina

  • Tranzystorowy komputer kwantowy - ciągowe komputery kwantowe z porywaniem dodatnich dziur za pomocą pułapki elektrostatycznej

  • Komputery kwantowe na bazie metali ziem rzadkich domieszkowane jonami nieorganicznymi (kubit realizowany przez wewnętrzny elektroniczny stan domieszek we włóknach światłowodowych)

  • Komputery kwantowe oparte na metalicznych węglowych nanosferach

Duża liczba kandydatów pokazuje, że temat, pomimo szybkiego postępu, jest wciąż w powijakach. Istnieje również ogromna elastyczność.

Sanchayan Dutta
źródło