Jak wygląda namacalna brama kwantowa?

Czytałem opublikowane książki, artykuły i artykuły na temat obliczeń kwantowych.

Odkryłem, że wszystkie materiały, które widziałem, zamiast opisywać bramę kwantową od podstawowej fizyki do abstrakcji, starają się unikać mówienia o szczegółach implementacji bram kwantowych .

Najpierw zadałem sobie pytanie: czy szukam w złym obszarze, w którym dotyczy tylko matematyki formalnej?

Ale odkryłem, że te dokumenty i książki szczegółowo wyjaśniły pułapki jonowe, przełączniki optyczne, a nawet światłowód laserowy.

Jeśli chodzi o bramki kwantowe, które, jak twierdzili, zastosowały w swoich badaniach, pokazano tylko macierze, równania, formuły i elementy czarnej skrzynki .

Wszyscy wiemy o jednostkowych i obliczeniach macierzowych. Ale jeśli wydrukujesz operatora macierzy bramek kwantowych na papierze A4, nic to nie da, jeśli zostaną do niego wrzucone fotony lub elektrony.

Czy ktoś wie, czym jest brama kwantowa, konkretnie , abym wiedział:

• Czy brama kwantowa jest urządzeniem wykorzystującym pole magnetyczne do wykonywania arytmetyki elementów?
• Czy Quantum Gate to urządzenie wykorzystujące wiązkę laserową?
• Czy Quantum Gate to urządzenie wykorzystujące drut metalowy?
• Kiedy naukowcy szczęśliwie pomnażają stany własne przez obserwowalne, czy elektrony zderzają się z bramą, gdy są „pomnożone”?

Z góry dziękuję.

Wydaje się, że masz pomysł, że brama kwantowa jest rzeczą fizyczną, a nie tylko konceptualną. To niekoniecznie działa w ten sposób. Podczas gdy bramki CMOS są zwykle rzeczywistymi urządzeniami fizycznymi, bramki kwantowe mogą być po prostu koncepcyjne.

Rozważ pułapkę jonową. Jony reprezentują kubity przy użyciu jednego stanu elektronicznego jako a drugiego jako . Bramka kwantowa jest wykonywana przez zastosowanie macierzy jednolitej na dwa z tych jonów. Odbywa się to poprzez świecenie sekwencji impulsów laserowych na jony. To nie jest fizyczne urządzenie, do którego wprowadzane są dwa jony, w które oddziałują, i z którego jony pochodzą ze zmienionymi stanami.$|0\rangle$$|1 \rangle$$4 \times 4$

Bramki kwantowe są wykonywane przez świecenie impulsów laserowych na jony, ale niekoniecznie jest jeden laser na bramkę kwantową - te same lasery są używane do wielu różnych bram kwantowych. Dlatego nie możesz wskazać żadnego konkretnego sprzętu i powiedzieć „to jest brama kwantowa”.

A jeśli użyjesz kubitów topnika w nadprzewodnikach do swojego komputera kwantowego, bramki kwantowe w ogóle nie używają laserów i wyglądają zupełnie inaczej (i nieco bardziej przypominają urządzenia CMOS).