Квантовые компьютеры на ионах в многозонных ловушках

Введение Возможность осуществлений базовых требований для квантового компьютера и квантовых вычислений (одно- и многокубитовые элементы, большие времена декогеренции и т.д.) были продемонстрированы в ходе многочисленных отдельных экспериментов для ионов в ловушках. Конструирование полноценного процессора потребует синтез этих элементов и применение высокоточных операций с использованием большого количества кубитов. В

1995 году Игнатио Цирак и Питер Золлер описали, каким образом ансамбль ионов в ловушках может быть использован для создания квантовых информационных процессов. Несколько экспериментальных групп по всему миру последовало за этой идеей,  и хотя полностью работоспособный образец так и не был создан, никто не сомневается, что рано или поздно это произойдет. Теоретически схемы на ионных ловушках полностью удовлетворяет критериям

ДиВинченцо: 1.      Система должна состоять из точного известного числа кубитов 2.      Должна существовать возможность приведения системы в точно известное начальное состояние. 3.      Большие времена декогеренции 4.      Реализация системы контролируемых кубитов 5.      Возможность считывания конечного состояния кубита В данной работе мы рассмотрим примеры схем для

большого числа кубитов, реализуемых ионами в ловушках.                             Архитектура Один из методов для построения квантового компьютера на ловушках для ионов состоит  в связывании ионов общим движением. Цепочка ионов электрически подвешена между двумя рядами электродов. Благодаря тому, что ионы заряжены положительно и отталкиваются друг от друга, любое движение, переданное одному иону

лазером, распространяется на всю цепочку. Также лазеры могут изменять пространственную ориентацию ионов, в которой закодированы данные: например, поворачивая ион «вверх», мы передаем ему значение «1», вращая его «вниз», мы передаем «0» (рис.1) Рис.1