Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Бауместер Д. -> "Физика квантовой информации" -> 81

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 .. 75 76 77 78 79 80 < 81 > 82 83 84 85 86 87 .. 151 >> Следующая

Другое немаловажное достоинство экспериментов с ионными ловушками состоит в почти 100%-ой квантовой эффективности детектирования состояний ионов при использовании методов квантового размещения. Например, эксперименты по проверке неравенств Бэлла или с перепутанными ионами могли бы очень просто решить проблему эффективности детектирования, остающуюся пока открытой в других экспериментах, где используются фотоны или даже атомы (представляется, что в КЭР-экспериментах не существует перспектив увеличения квантовой эффективности более 90%).
Таким образом, представляется, что «классические» КЭР-экспе-рименты более подходят для исследования декогерентности и перепутывания с ограниченным числом атомов (вплоть до четырех) в очень хорошо контролируемых системах. В настоящее время идут эксперименты по приготовлению перепутанных триплетов атомов ГХЦ-типа. Исследование процессов декогерентности будет продолжаться и дальше. В частности, можно непосредственно определить вигнеровскую функцию резонаторного поля [224]. Это позволило бы понять сущность процесса декогерентности состояния ШК. Наконец, в экспериментах с двумя отдельными сверхпроводящими резонаторами могли бы быть приготовлены нелокальные мезоскопические состояния, объединяющие две наиболее интригующие особенности квантового мира.
В ионных ловушках уже было продемонстрировано восстановление функции Вигнера, но отсутствие теоретических моделей и недостаточно понятая природа процесса декогерентности в ионных ловушках усложняет его понимание. Ловушки также являются многообещающими в качестве инструмента по исследованию квантовой логики в умеренных масштабах, т.е. при вовлечении до десятка кубитов и выполнении нескольких сотен операций. Однако, реализация алгоритма Шора по факторизации на простые множители для разрушения классических криптографических кодов требует, по крайней мере, 400 ку-
210 На подступах к квантовым вычислениям: эксперимент
битов, что выходит, как представляется, за границы имеющихся знаний и существующих технологических возможностей.
Должны быть найдены новые пути преодоления фундаментальных пределов, таких как спонтанное излучение; в тоже время реализация алгоритмов коррекции ошибок и стабилизации кодов могла бы указать способы решения этих проблем. На пути их преодоления предвидится много интересных задач по обработке квантовой информации, которые уже решены в методиках, оперирующих с несколькими кубитами, например, в методе очищении перепутывания. Такие «информационно-обогащенные» состояния также могли бы быть использованы для улучшения существующих стандартов частоты на ионных ловушках (разд.7.6).
Помимо всех возможных применений, эксперименты на простых фундаментальных взаимодействиях в системах с хорошо контролируемым окружением дают возможность исследовать самые сокровенные особенности квантовой механики.
5.3. ЛИНЕЙНЫЕ ИОННЫЕ ЛОВУШКИ ДЛЯ КВАНТОВЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ
Х.С.Ногель, Ф.Шмидт-Келер, Дж.Эшнер,
Р.Блатт,В.Ланге, Х.Бэлдауф, X. Уолтер
5.3.1 Введение
После того, как был достигнут практически полный контроль над квантовым состоянием единичного иона, как было показано в разд.5.2., внимание было переключено на системы нескольких ионов с хорошо контролируемыми взаимодействиями между ними. Манипуляции с их совместным квантовым состоянием ставят целью приготовление перепутанных состояний, не имеющих классического аналога. Более того, возможность перепутывания массивных частиц открывает перспективы для новых экспериментов, включая измерение состояний Бэлла, и ГХЦ -состояний [176], которые позволили бы выполнить новые квантово-механические тесты. Перепутывание частиц дает возможность детального изучения процесса квантового измерения и исследования явления декогерентности.
Для реализации квантовых логических элементов [156] - основных блоков для построения квантового компьютера - была предложена, благодаря своим уникальным свойствам, цепочка ионов в линейной ловушке. Логические устройства оперируют с квантовыми регистрами, приготовленными из квантовых битов (кубитов), которыми можно манипулировать аналогично классическим битам, используя
Линейные ионные ловушки для квантовых вычислений 211
реализуемые логическими элементами операции. Квантовые логические элементы на основе ионных ловушек основаны на перепутывании внутренних степеней свободы ионов (электронные возбуждения) и коллективного движения (колебательного возбуждения) запертых в ловушке цепочек. Квантово-механическим аналогом классического элемента XOR является так называемая операция «контролируемое-НЕ», которая может быть реализована с использованием строго заданной последовательности лазерных импульсов, направляемых к двум разным ионам в цепочке. Было показано, что элемент «контролируемое-НЕ» является универсальным логическим элементом, так что, в принципе, любое вычисление может быть выполнено, используя только такой двух-ионный квантовый элемент и операции однобитовых вращений [227]. Реализация таких операций с логическими элементами, основанными на цепочках ионов, представляет фундаментальный интерес, так как все основные алгоритмы могли бы быть проверены только на линейных ионных ловушках.
Предыдущая << 1 .. 75 76 77 78 79 80 < 81 > 82 83 84 85 86 87 .. 151 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed