Чи існують відомі реалізації для квантових обчислювальних конструкцій?


17

Квантове обчислення - це активна область досліджень, яка має на меті скористатися перевагами квантової фізики (наприклад, квантового сплутування) для розширення можливостей роботи комп'ютерів (не змінює тезу Церкви Тьюрінга ).

Які найбільш значущі експерименти були проведені для демонстрації теорії квантових обчислень (наприклад, кубіти та телепортація)?


1
Я прочитав назву питання і подумав, що це дуже розпливчасто. Але саме питання є досить конкретним. Можливо, ви могли б відредагувати заголовок чимось на кшталт "Чи відомі реальні реалізації для основних конструктів квантових обчислень"?
Суреш Венкат

@Suresh: Я змінив.
Шейн

Відповіді:


18

На цьому етапі прогрес в експериментальних квантових обчисленнях є відносно повільним, але зараз існує велика кількість систем, які можна використовувати для реалізації одного або декількох кубітів.

На даний момент найбільш розвинені системи як

  1. Іонні пастки
  2. Рідкий стан ЯМР
  3. Квантові обчислення лінійної оптики
  4. Надпровідні кубіти

Також нещодавно було проведено багато робіт з дефектами твердого тіла, ЯМР твердого тіла, ендоедральними фулеренами, пастками нейтральних атомів, атомними мікросхемами тощо.

Найбільша кількість кубітів, як правило, знаходиться в іонних пастках та ЯМР, хоча лінійна оптика теж добре справляється.

Що стосується значних експериментів, це насправді залежить від того, що є прогресом для вас. У 2007 році був дуже приємний експеримент, коли дві окремі пастки іонів були оптично з'єднані, і нещодавня робота над надчепленням сегментованих іонів, яка демонструє способи масштабування обчислення іонівських пасток понад 10 кубітів. Було також дуже приємно реалізувати обчислення на основі вимірювань з використанням оптики, що також важливо для масштабованості. Якщо ви маєте краще уявлення про тип експериментів, які ви маєте на увазі, це зробить завдання відповісти набагато простіше.

Докладна карта квантових обчислень США, доступна тут , дає чудовий, хоч і дещо застарілий огляд стану сучасної галузі в 2004 році.


2
"На цьому етапі прогрес експериментальних квантових обчислень порівняно повільний". Дійсно? Мабуть, є навіть закон Квантового Мура на роботі! ;-) quantenblog.net/physics/moores-law-quantum-computer
Martin Schwarz

@MartinSchwarz: Я думаю, що в основному це те, що експоненціальний ріст виглядає лінійним, починаючи. Але я написав цю відповідь понад два роки тому, і я думаю, що вона дійсно прискорюється. Я особливо схвильований останніми результатами IBM.
Джо Фіцсімонс


1

Для фактичної фізичної реалізації концептуальних квантових обчислювальних приладів та методів, які найкраще підходять для цих практик, у книзі Нільсена та Чуанга є ціла глава, яка дуже добре написана і легко зрозуміла з цього приводу.


4
На жаль, ця глава зараз дещо застаріла, оскільки з моменту написання книги відбулися значні зрушення.
Джо Фіцсімонс

Перший автор - Нільсен.
Цуйосі Іто

правопис все ще помиляється :)
Алессандро Косентіно

Ха-ха, ах побічні ефекти занадто мало кофеїну. Виправлені обидві проблеми. Вибач за це!
Вінсент Руссо
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.