Heisenberg'in belirsizlik ilkesini korurken kübitler nasıl saklanır?


12

Kübitlerin kuantum parçacıkları (örneğin fotonlar) ile temsil edildiğini ve durumlarının bir özellik (örneğin spin) tarafından verildiğini biliyorum.

Benim sorum kuantum bellek hakkında : kuantum bilgisayarda kubitler nasıl saklanır. Sanırım Heisenberg'in belirsizlik ilkesinin çalışması için bir tür kara kutuya ihtiyacımız var. Bunu doğru anlarsam, bu ilke kubitin üst üste binmesi ile ilgilidir.

Bu tür bir kara kutu gerçek kuantum bilgisayarlarda nasıl uygulanır?

Yanıtlar:


10

Bir kara kutu olarak adlandırdığınız şey, kübitlerinizi çevreden saklayan (veya temsil eden) kuantum sistemini izole etmektir. Bu, fiziksel farkındalığınıza bağlı olarak çeşitli şekillerde yapılabilir. Örneğin, iyon tuzağı bazlı bir kuantum bilgisayarında, bir kübiti temsil etmek için tek bir iyonun durumları kullanılır ve bunu boş alanda kaldırarak (bir iyon tuzağı kullanarak) ve lazer türünden koruyarak ortamdan izole edilir. radyasyon veya seçilen durumları etkileyen diğer ışık kaynakları.


Bu cevap için teşekkürler, ama iki sorum daha var: İyon radyasyondan / ışıktan tam olarak nasıl korunuyor? ve wikipedia doğru anlıyorum ve bir iyon tuzak qubit bir konumda (devlet değil) sabitlemek için elektromanyetik alanlar kullanıyor?
MEE - Monica'yı yeniden

@MEE Cevabı düzenlemeye çalıştım, ama nasıl bu kadar önemsiz göründüğünü bilmiyorum: Bir şeyi ışıktan korumak, karanlıkta tutmak anlamına gelir (en azından kuantum kapılarını uygulamak için gereken belirli lazer ışığına göre: sadece ışıklarını bir deklanşör ile engelleyin). Evet, wikipedia'yı doğru anlıyorsunuz, kuantum hesaplama için genellikle dörtlü iyon tuzakları kullanılıyor, bu yüzden hepsi sadece manyetik alanlardan değil, elektrik alanlarından kaynaklanıyor. Gerçekten iyonun konumunu (onunla etkileşime girerek) ve bir şekilde de durumunu (yalnız bırakarak, yani onunla etkileşime girmeyerek) korurlar.
piramitleri

yani temelde büyük (belki 20 cm) bir beton duvarımız var (radyasyondan ve ışıktan korunmak için) ve bunun içinde bir elektrik alan tarafından tutulan iyonlar var mı? tamam teşekkürler.
MEE - Monica'yı yeniden

2
Çok daha basit: İlgili radyasyonu (tipik olarak görünür ve muhtemelen ultraviyole veya kızılötesi ışık) engellemek için biraz kağıt bile yeterli olacaktır. Bundan çok daha fazlasına sahipsiniz, çünkü hava moleküllerinin iyonlarla etkileşmesini önlemek istiyorsunuz, bu yüzden belki 2 cm kalınlığında çelik veya alüminyum duvarlardan yapılmış ultra yüksek vakum odasına ihtiyacınız var.
piramitleri

2

Sorunuz, kuantum ayrışma kavramı ve kubitlerin gerçek dünyadaki uygulamalarının uzun süre nasıl korunacağı konusunda dolaylı olarak dönüyor .

Bu inanılmaz derecede genel bir sorundur ve aynı zamanda ayrıntılar çılgınca kullanılan teknolojiye bağlıdır.

Eğer erişiminiz varsa, Bölüm 5: Kuantum Tutarlı Yapıların Teorisi ve Tasarımının "Gürültü ve Decoherence" bölümünü kontrol edebilirsiniz . Ayrıca, farklı yaklaşımların mevcut en son durumu hakkında bilgi için , hibrid nanoyapılarda Mühendislik elektronik kuantum tutarlılığı ve korelasyonları hakkındaki bu Avrupa projesini veya bu diğer Avrupa projesini ( feragatname: bu benim kendi yaklaşımım ) kontrol edebilirsiniz. Moleküler Spin Kübitlerine Kimyasal Bir Yaklaşım .


Kuantum bilgilerinin saklanması sorunu hayati önem taşıdığından, bazı genel stratejiler geliştirilmiştir. Kısaca:

  • Kuantum Hata Düzeltme (ayrıca, biraz eskimiş bir pedagojik inceleme için , kendi başına büyük bir alan olan ve tam olarak kübitlere yeterli bir koruma oluşturmadaki başarısızlığı ve dolayısıyla aktif bir müdahalenin gerekliliğini kabul etmeye dayanan, Kuantum Hata Düzeltmesi için bkz. kuantum bilgisini bozulmaya karşı korumak için.

  • Hibrit kuantum cihazlarına farklı yaklaşımlar mevcuttur, burada bilgiler birbirleriyle ve dış uyaranlarımızla (ve aynı zamanda gürültü kaynaklarıyla) güçlü ve hızlı bir şekilde etkileşen kubitlerde işlenir ve daha sonra her uyaranla (arzu edilen) çok zayıf ve yavaş etkileşen kubitlerde saklanır. ya da değil). Yine, bu yaklaşımlar ailesi genel açıklamalarda bulunmak için teknolojik detaylara çok fazla bağımlıdır.

Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.