하이젠 베르크의 불확실성 원리를 유지하면서 큐빗을 보관하는 방법?


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큐비 트는 양자 입자 (예 : 광자)로 표시되며 상태는 하나의 속성 (예 : 스핀)으로 나타납니다.

내 질문은 양자 메모리 에 관한 것입니다 : 큐 비트는 어떻게 양자 컴퓨터에 저장됩니까? 하이젠 베르크의 불확실성 원리가 작동하려면 일종의 블랙 박스가 필요하다고 생각합니다. 이것을 올바르게 이해하면이 원칙은 qubit의 중첩과 관련이 있습니다.

이러한 종류의 블랙 박스 는 실제 양자 컴퓨터에서 어떻게 구현됩니까?

답변:


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블랙 박스 라고하는 것은 단순히 큐 비트를 환경에서 저장하거나 나타내는 양자 시스템을 분리하는 것입니다. 이것은 육체적 실현에 따라 여러 가지 방법으로 수행 될 수 있습니다. 예를 들어, 이온 트랩 기반 양자 컴퓨터에서 단일 이온 상태를 사용하여 큐 비트를 나타내고, 빈 공간 (이온 트랩 사용)에서 공중에 띄우고 레이저의 종류로부터 차폐함으로써 환경으로부터 격리시킵니다. 선택된 상태에 영향을 미치는 방사선 또는 기타 광원.


이 답변에 감사드립니다.하지만 두 가지 질문이 더 있습니다. 이온이 방사선 / 광으로부터 어떻게 정확히 보호됩니까? Wikipedia를 올바르게 이해하고 있으며 이온 트랩이 전자기장을 사용하여 큐 비트를 한 위치 (상태 아님)에 "고정"합니다.
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@MEE 나는 대답을 편집하려고 시도했지만 그렇게 사소한 것처럼 보이기 때문에 어떻게 알지 모르겠습니다. 빛으로부터 무언가를 차폐하는 것은 단순히 어둠 속에서 그것을 유지하는 것을 의미합니다 (적어도 양자 게이트를 구현하는 데 필요한 특정 레이저 광선과 관련하여) : 그냥 셔터로 빛을 차단하십시오). 그렇습니다. 양자 컴퓨팅의 경우 일반적으로 사중 극자 이온 트랩이 사용되므로 자기장이 아닌 전기에만 기인한다는 점을 제외하고는 위키피디아를 올바르게 이해하고 있습니다. 그들은 실제로 이온의 위치 (이와 상호 작용함으로써)를 유지하고, 어떤 방식으로도 상태를 유지합니다 (이와 독립적으로, 즉 상호 작용하지 않음).
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그래서 기본적으로 우리는 (방사선과 빛으로부터 보호하기 위해) 큰 (아마도 20cm) 철벽을 가지고 있으며,이 안에는 전기장에 갇힌 이온들이 있습니까? 알았어 고마워.
MEE-복직 모니카

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훨씬 간단합니다. 관련 방사선 (일반적으로 가시 광선 및 자외선 또는 적외선)을 차단하기 위해 약간의 용지로도 충분합니다. 공기 분자가 이온과 상호 작용하는 것을 막고 싶기 때문에 2cm 두께의 강철 또는 알루미늄 벽으로 만들어진 초고 진공 챔버가 필요합니다.
피라미드

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귀하의 질문은 양자 분리 개념과 비트의 실제 구현을 오랜 시간 동안 보호하는 방법에 대해 암시 적으로 진행됩니다 .

이것은 매우 일반적인 문제이며, 동시에 세부 사항은 사용 된 기술에 크게 의존합니다.

그것에 접근 할 수 있다면, 5 장 : 양자 응집 구조이론과 설계의 "잡음과 분리"를 확인할 수 있습니다 . 또한, 최신의 다양한 접근 방식에 대한 설명을 보려면 하이브리드 나노 구조의 전자 양자 일관성 및 상관 관계 엔지니어링 에 관한 이 유럽 프로젝트 또는이 다른 유럽 프로젝트 ( 면책 조항 : 이것은 내 자신의 접근 방식 )를 확인할 수 있습니다. 분자 스핀 큐빗에 대한 화학적 접근 .


양자 정보의 저장 문제가 중요하기 때문에 몇 가지 일반적인 전략이 개발되었습니다. 간단히 말해서 :

  • 양자 오류 수정 (또한 약간 오래된 교육학 검토의 경우 초보자를위한 양자 오류 수정 참조 )은 그 자체만으로도 큰 분야이며, 큐빗에 대한 충분한 보호를 구축하는 데 실패 했으므로 적극적인 개입의 필요성을 정확하게 인정합니다. 양자 정보의 열화를 방지합니다.

  • 하이브리드 양자 장치에 대한 다양한 접근 방식이 존재하는데, 여기서 정보는 서로 및 우리의 외부 자극 (및 노이즈 소스)과 강력하고 빠르게 상호 작용하는 큐빗으로 처리되고 이후 모든 자극과 매우 약하고 느리게 상호 작용하는 큐빗에 저장됩니다 (원하는) 또는 아닙니다). 다시 말하지만,이 접근 방식은 기술적 인 세부 사항에 너무 의존하여 일반적인 진술을 할 수 없습니다.

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