Архитектура квантовых компьютеров — страница 8

  • Просмотров 5979
  • Скачиваний 316
  • Размер файла 98
    Кб

пространстве, таких как операции НЕ, Адамара и некоторые другие. 5.      измерение состояния квантовой системы на выходе. Проблема измерения конечного квантового состояния является одной из основных проблем квантовых вычислений. 3.3 Основные направления в развитии элементной базы квантовых компьютеров 3.3.1 Квантовые компьютере на основе ионов, захваченных ионными ловушками Взаимодействие между заряженными ионами в

одномерной цепочке этих ловушек осуществляется посредством возбуждения их коллективного движения, а индивидуальное управление ими с помощью лазеров инфракрасного диапазона. Первый прототип квантового компьютера на этих принципах был предложен австрийскими физиками И.Цираком и П.Цоллером в 1995 году. В настоящее время интенсивные экспериментальные работы ведутся в Los Alamos Natl.Lab. (LANL) и Natl.Inst.Stand.Tech. (NIST) в США. Преимущество такого

подхода состоит в сравнительно простом индивидуальном управлении отдельными кубитами. Основными недостатками этого типа квантовых компьютеров являются необходимость создания сверхнизких температур, обеспечение устойчивости состояний ионов в цепочке и ограниченность возможного числа кубитов значением L < 40. 3.3.2 Квантовые компьютеры на основе молекул органических жидкостей с косвенным скалярным взаимодействием между

ними и методов ядерного магнитного резонанса (ЯМР) для управления кубитами: В предложенном способе построения квантового компьютера кубитами выступают спины - ядер водорода (протоны) и углерода 13С в молекулах жидкости. Так, в молекуле трихлорэтилена (рис. 5) спины ядер двух атомов 13С и одного протона образуют три кубита. Два атома 13С химически неэквивалентны и поэтому имеют различные частоты ядерного магнитного резонанса wA и wB в

заданном внешнем постоянном магнитном поле B0, протон будет иметь третью резонансную частоту wC. Подавая импульсы внешнего переменного магнитного поля на частотах (ид, tog, о)с, мы селективно управляем квантовой эволюцией любого из этих спинов (выполняем однокубитовые вентили). Между спинами ядер, разделенных одной химической связью 1H-13С и 13С-13С, имеется магнитное контактное взаимодействие, что позволяет построить двухкубитовые

вентили. Рис. 5. – схема ансамблевого ядерно магнитнорезонансного квантового компьютера Главным преимуществом такого компьютера является то, что огромное число практически независимых молекул-компьютеров жидкости действует, обеспечивая тем самым возможность управления ими с помощью хорошо известных в технике ядерного магнитного резонанса (ЯМР) операций над макроскопическим объемом жидкости. Последовательности