Я знаю, що кубіти представлені квантовими частинками (наприклад, фотонами) і що їх стан задається однією властивістю (наприклад, спіном).
Моє запитання щодо квантової пам'яті : як кубіти зберігаються в квантовому комп'ютері. Я вважаю, що нам потрібен якийсь чорний ящик для роботи принципу невизначеності Гейзенберга. Якщо я правильно це розумію, цей принцип є актуальним для суперпозиції кубіта.
Як цей чорний ящик реалізований у справжніх квантових комп'ютерах?
Відповіді:
Те, що ви називаєте чорною скринькою, - це просто ізолювати квантову систему, яка зберігає (або представляє) ваші кубіти від навколишнього середовища. Це можна зробити декількома способами залежно від вашої фізичної реалізації. Наприклад, у квантовому комп'ютері, що базується на іонах, використовуються стани одного іона, щоб представити кубіт, і виділяє це з навколишнього середовища, левітуючи його у порожньому просторі (використовуючи пастку іона) та захищаючи його від типу лазера випромінювання або інші джерела світла, що впливають на обрані стани.
Ваше запитання чітко обертається навколо поняття квантової декогерентності та того, як тривалий час захищати реалізацію кубітів від неї.
Це неймовірно загальна проблема, і в той же час деталі дико залежать від використовуваної технології.
Якщо у вас є доступ до нього, ви можете перевірити розділ 5: "Шум і невідповідність" теорії та проектування квантових когерентних структур . Крім того, для ілюстрації сучасного стану різних підходів ви можете перевірити цей європейський проект щодо інженерної електронної квантової узгодженості та кореляцій у гібридних наноструктурах або цей інший європейський проект ( відмова від відповідальності: це мій власний підхід ) на Хімічний підхід до молекулярних спінових кубітів .
Оскільки проблема зберігання квантової інформації є життєво важливою, були розроблені деякі загальні стратегії. Коротко:
Квантове виправлення помилок (також для злегка застарілого педагогічного огляду див. Квантове виправлення помилок для початківців ), яке саме по собі є величезним полем, яке ґрунтується саме на визнанні неспроможності створити достатній захист для кубітів, а отже, і необхідності активного втручання для захисту квантової інформації від приниження.
Існують різні підходи до гібридних квантових пристроїв, де інформація обробляється кубітами, які сильно і швидко взаємодіють між собою та нашими зовнішніми подразниками (а також із джерелами шуму) і згодом зберігаються в кубітах, які взаємодіють дуже слабо і повільно з кожним стимулом (бажано чи ні). Знову ж таки, ця сім'я підходів занадто сильно залежить від технологічних деталей, щоб робити загальні твердження.