Jak w rzeczywistości realizowane są bramy kwantowe?


15

Bramy kwantowe wydają się być jak czarne skrzynki. Chociaż wiemy, jaką operację wykonają, nie wiemy, czy rzeczywiście jest to możliwe do zrealizowania w rzeczywistości (czy też my?). W klasycznych komputerach używamy AND, NOT, OR, XOR, NAND, NOR itp., Które są najczęściej realizowane za pomocą urządzeń półprzewodnikowych, takich jak diody i tranzystory. Czy istnieją podobne eksperymentalne wdrożenia bram kwantowych? Czy jest jakaś „uniwersalna bramka” w obliczeniach kwantowych (tak jak brama NAND jest uniwersalna w obliczeniach klasycznych)?

Odpowiedzi:


16

Można replikować dowolną bramę kwantową lub przynajmniej dowolnie się zamknąć za pomocą wystarczającej liczby bramek obrotowych CNOT, H, X, Z i π/8 . Jest tak, ponieważ tworzą one uniwersalny zestaw bram kwantowych (patrz: M. Nielsen i I. Chuang, Quantum Computation and Quantum Information, Cambridge University Press, 2016, strona 189 ). Uważaj tutaj. Oczywiście nie możemy wdrożyć żadnej arbitralnej bramki kwantowej U z nieskończoną precyzją. Zamiast tego, biorąc pod uwagę ϵ>0 , implementujemy Uϵ , czyli ϵ -close do U (patrz:Mechanika kwantowa i obliczenia kwantowe MOOC oferowane przez UC Berkely na EdX ). Ta niedoskonałość bram kwantowych jest jednym z głównych powodów, dla których potrzebujemy kodów korekcji błędów .

Podjęto próby wdrożenia tych podstawowych bram. Dodaję niektóre z ostatnich prac badawczych związanych z tymi próbami:

Jak wspomina Wikipedia, inny zestaw uniwersalnych bram kwantowych składa się z bramki Isinga i bramki przesunięcia fazowego. Jest to zestaw bramek natywnie dostępnych w niektórych komputerach kwantowych z pułapką jonową ( Demonstracja małego programowalnego komputera kwantowego z kubitami atomowymi ).

Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.