Квантовые компьютеры на ионах в многозонных ловушках — страница 3

  • Просмотров 1755
  • Скачиваний 462
  • Размер файла 274
    Кб

квантовую информацию, удерживаются в зоне памяти. Для выполнения логического элемента передвигаем выбранные ионы в зону пересечения путем подачи определенного напряжения на электродные сегменты. В зоне пересечения ионы группируются. Лазеры фокусируются сквозь зону для управления получившимся элементом. Затем ионы двигаются вновь для выполнения следующей операции. Ловушки и транспортные потенциалы можно организовать

комбинированием радиочастотных и квазистатических электрических полей. Рис. 3 показывает только электроды, которые поддерживают квазистатические поля. Варьируя напряжения на этих электродах, мы отправляем ионы в определенный регион или транспортируем их вдоль зоны. Два других слоя электродов располагаются под и над первыми электродами. Применение радиочастотных электродов создает квадрупольное поле. (Рис. 4) Рис. 4 Такая

геометрия позволяет сделать транспорт ионов стабильным и позволяет создавать комплексные, сложные многозонные структуры.                 Управление Цель рассматриваемой архитектуры кроме всего прочего – минимизировать требования к управлению лазерным лучом, переключениям так сильно, как это возможно, используя контроль над потенциалами, применяемыми к ионам в многотизонной ловушке. В данной архитектуре

логические операции можно разделить на два простых шага: А) Ионы-носители квантовой информации располагаются в определенной пространственной комбинации в ловушках, пока лазерные лучи выключены. B) Все лазеры включаются одновременно, затем отдельные кубиты или их пары транспортируются сквозь лазерные лучи для осуществления однокубитовых вращений, двухкубитовых элементов и измерений. Наконец, лазерные лучи одновременно

выключаются. Шаги A) и B) выполняются, чередуясь, до тех пор, пока вычисления не будут закончены. (Рис. 5) Рис. 5       Практика За несколько прошедших лет группы исследователей продемонстрировали первые работающие схемы на ионах в мультизонных ловушках. Группа из Университета Мичигана изготовила двузонную ловушку с GaAs-ми электродами и ионами Cd. Исследователи из NIST реализовали новую схему, в которой ионы располагаются над

плоской поверхностью с электродами. На таких схемах были построены модели с ионами Sr и Mg. Типичные зонные расстояния в опытах были таковы, что удаленность от ионов до ближайшего электрода составляла 150 мкм, а среднее время выполнения операции составляло 200 мкс (для минимального нагрева). В дальнейшем следует искать схемы и материалы для реализации минимального нагрева при уменьшении пространственных размеров образцов. Опыт