Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Бауместер Д. -> "Физика квантовой информации" -> 66

Физика квантовой информации - Бауместер Д.

Бауместер Д., Экерт А., Цайлингер А. Физика квантовой информации — М.: Постмаркет, 2002. — 376 c.
ISBN 5-94057-017-8
Скачать (прямая ссылка): fizikakvantovoyinformacii2002.pdf
Предыдущая << 1 .. 60 61 62 63 64 65 < 66 > 67 68 69 70 71 72 .. 151 >> Следующая

172 Концепция квантовых вычислений
висеть от динамики первого. Таким образом, можно вызывать изменение состояния второго иона, в зависимости от координаты. В результате получается необходимый для вычисления квантовый логический элемент, в котором конечное внутреннее состояние второго иона зависит от начального внутреннего состояния первого иона.
В некотором смысле, мы использовали идеи из атомной интерферометрии, в которой атомные волновые пакеты обычно разделяются на несколько частей, каждая часть участвует в своем динамическом процессе и в конце их объединяют, чтобы изучить их предыдущую эволюцию путем своего рода анализа оптической интерференции.
1 2
Лазер
Лазер Ж
Рис. 4.11. Лазеры и конфигурация волновых пакетов для двух-кубитного логического элемента при ненулевой температуре. После прохождения логического элемента, внутреннее состояние кубита-мишени (ион 2) либо изменится, либо нет (обозначено тильдой), в зависимости от внутреннего состояния контрольного кубита (ион 1) - то есть, толчка направо или налево из-за поглощения или вынужденного излучения фотона. Здесь темный (светлый) цвет пакета обозначает возбужденное (основное) внутреннее состояние. См. более подробное изложение в тексте.
Покажем, в частности, как можно осуществить двух-кубитную логическую операцию. Сначала, с помощью лазерного луча, ион 1 толкается налево или направо, в зависимости от его внутреннего состояния, благодаря излучению (поглощению) фотона. Таким образом, второй ион получит толчок, через кулоновское отталкивание, зависящий от внутреннего состояния иона 1. Соответствующий волновой пакет превратится в два возможных волновых пакета, перепутанных с внутренним состоянием управляющего иона (обозначено 1R, 1L, ... для иона 1
Квантовые ЛЭ и квантовое вычисление с захваченными ионами 173
двигающегося направо и налево, и т. д.). Если пространственное разделение этих волновых пакетов (в некоторый момент t0) достаточно велико, то мы можем манипулировать ионом-мишенью, ионом 2, в зависимости от его положения в пространстве (то есть, в зависимости от состояния управляющего иона (иона 1)) и таким образом произвести логическую операцию на кубитах. В дальнейшем эти атомные волновые пакеты начнут осциллировать в ловушке, и, с помощью соответствующей последовательности лазерных импульсов, можно будет уничтожить этот импульс, переданный двум ионам, и восстановить (в момент времени /) начальное состояние пространственного движения, см. Рис. 4.11. Тогда состояние пространственного движения иона до и после действия логического элемента будет факторизовано по отношению к внутреннему атомному состоянию, независимо от того, смешанное это состояние или чистое - то есть, независимо от температуры.
В этой главе были рассмотрены перспективные системы для выполнения квантовых вычислений. Обсуждались следствия, вытекающие из условной динамики ионов, которые приводят к двум противоположным ситуациям, а именно, к режимам нулевой и ненулевой температур. Обоснование использования режима нулевой температуры было сделано группой Д. Вайнлэнда из NISTa [158]; показано, что построение квантовых компьютеров на мелкомасштабных ионных ловушках станет вполне реальным в ближайшем будущем. В следующей главе будут представлены некоторые аспекты экспериментальной реализации квантовых логических элементов.
На подступах к квантовым вычислениям: эксперимент
5.1 Введение
В предыдущей главе были изложены основные теоретические идеи квантовых вычислений. Но насколько вероятно на самом деле построить квантовый компьютер? Реализация даже одного квантового логического элемента требует, чтобы две сильно взаимодействующие квантовые системы были абсолютно изолированы от внешних возмущений, что сдерживает наш оптимизм. В этой главе представлены несколько экспериментальных процедур и результатов, которые показывают, что возможно создание небольшого количества в высокой степени управляемых, сильно взаимодействующих квантовых систем. Не будем, однако, загадывать ляжет ли это в основу практических квантовых вычислений.
Предложено три экспериментальных метода, в которых достигнуты подходящие условия для реализации мелкомасштабных квантовологических операций. Это - квантовая электродинамика резонаторов (КЭР), эксперименты с ионами в ловушках и ядерный магнитный резонанс (ЯМР). Первые два метода используют простейшую связанную квантово-механическую систему: двухуровневую систему, взаимодействующую с квантовым осциллятором. Чтобы подчеркнуть эту общую особенность, в разделе 5.2 эксперименты по КЭР рассматриваются параллельно с соответствующими экспериментами по ионам в ловушках.
Эксперименты по КЭР были особенно успешными при демонстрации фундаментальных особенностей квантовой механики, таких как квантовые осцилляции Раби, представленные в разд. 5.2.3, состояния шредингеровского кота и квантовой декогерентности; они рассмотрены в разд. 5.2.4. Эти эксперименты демонстрируют прекрасный способ реализации основных квантовых логических операций; однако, представляется, что используя эти методы будет трудно осуществить большое количество таких операций.
Предыдущая << 1 .. 60 61 62 63 64 65 < 66 > 67 68 69 70 71 72 .. 151 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed