Квантовые компьютеры: надежды и реальность - Валиев К.А.
Скачать (прямая ссылка):
Литература................................................223
Глава 5. Твердотельные ЯМР квантовые компьютеры . . 228
5.1. Полупроводниковый ЯМР квантовый компьютер (модель
Кейна)...............................................228
5.1.1. Основные требования к полупроводниковой структуре ................................................228
5.1.2. Электрон-ядерная спиновая система донорного атома в магнитном поле..................................231
Содержание
7
5.1.3. Электронная структура и постоянная сверхтонко-
го взаимодействия донорного атома в электрическом поле затвора...............................234
5.1.4. Электрон-ядерная спиновая система двух соседних
донорных атомов................................240
5.1.5. Измерение состояний отдельных ядерных спинов
в полупроводниковом ЯМР квантовом компьютере 249
5.2. Полупроводниковый ЯМР квантовый компьютер, контролируемый СВЧ и лазерными импульсами...............254
5.3. Ансамблевые варианты твердотельных ЯМР квантовых
компьютеров..........................................259
5.4. Квантовые компьютеры с архитектурой клеточных автоматов ..............................................267
5.4.1. Квантовые автоматы на трех и двух типах двухуровневых элементов.......................................267
5.4.2. ЯМР квантовый клеточный автомат на основе ан-
тиферромагнитной структуры.....................270
Приложение П.5. Двухкубитовая операция CNOT в ЯМР квантовом клеточном автомате............................280
Литература.................................................282
Глава 6. Твердотельные квантовые компьютеры на квантовых точках................................................286
6.1. Клеточные автоматы на ячейках из квантовых точек с
зарядовой поляризацией ..............................286
6.2. Клеточные автоматы на квантовых точках с электронной
спиновой поляризацией................................293
6.3. Квантовые компьютеры на квантовых точках с электронными зарядовыми (орбитальными) состояниями..........296
6.3.1. Кубиты на паре квантовых точек с зарядовыми состояниями ............................................296
6.3.2. Кубит на одной квантовой точке, разделенной
управляемым потенциальным барьером ............305
6.4. Квантовые компьютеры на квантовых точках с электронными спиновыми состояниями .........................306
6.4.1. Квантовые точки с электронными спинами, связанными обменным взаимодействием......................306
8
Содержание
6.4.2. Квантовые точки с электронными спинами в электродинамическом резонаторе .........................313
6.5. Квантовые компьютеры на квантовых точках с несколькими электронными и одним ядерным спином................318
Литература..............................................323
Глава 7. Квантовые компьютеры на сверхпроводниковых элементах.................................................326
7.1. Основные типы сверхпроводниковых кубитов...........326
7.1.1. Кубиты на зарядовых состояниях куперовских пар
в сверхпроводниковых островках................327
7.1.2. Кубиты на флуксоидных состояниях в сверхпроводящих квантовых интерференционных приборах . 330
7.1.3. Вариант кубита на переходах Джозефсона в высокотемпературных сверхпроводниках....................332
7.2. Квантовый компьютер на сверхпроводниковых островках
с переходами Джозефсона ...........................334
7.3. Диссипация и декогерентизация в сверхпроводниковых
устройствах на обычных сверхпроводниках............336
7.4. Экспериментальная реализация сверхпроводникового кубита .............................................337
Литература..............................................339
Заключение.................................................341
Предметный указатель.......................................346
ПРЕДИСЛОВИЕ
14 декабря 1900 года, когда будущий нобелевский лауреат немецкий физик Макс Планк доложил на заседании Берлинского физического общества о фундаментальном открытии квантовых свойств теплового излучения, считается днем рождения квантовой физики. В 2000 году отмечается ее 100-летний юбилей.
Теоретические и экспериментальные исследования квантовых явлений привели к существенным изменениям наших представлений о Природе вообще и о твердом теле, в частности. Квантовые явления находят применение в самых разных областях современных науки и техники. В последнее время, в связи с открывшимися возможностями квантовых вычислительных процессов и реальными перспективами их реализации, обещающих грандиозный прорыв в вычислительной технике, снова стал бурно возрастать интерес к квантовым явлениям и процессам.
