Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Валиев К.А. -> "Квантовые компьютеры: надежды и реальность" -> 62

Квантовые компьютеры: надежды и реальность - Валиев К.А.

Валиев К.А., Кокин А.А. Квантовые компьютеры: надежды и реальность — И.: НИЦ, 2001. — 352 c.
Скачать (прямая ссылка): kvantoviekomputeri2001.pdf
Предыдущая << 1 .. 56 57 58 59 60 61 < 62 > 63 64 65 66 67 68 .. 132 >> Следующая


По-видимому, с перечисленными (и, возможно, еще и другими) сложностями в управлении квантовой эволюцией кубитов в компьютере на ионах в ловушке связано отсутствие быстрого прогресса в развитии экспериментальных работ по созданию этого компьютера.

С другой стороны, проект компьютера на ионах в ловушке имеет и большие выигрышные особенности. Он опирается на ряд высокоразвитых технологий: технологию высокого вакуума, технологию электрических ловушек, технологию лазерного замораживания поступательного и колебательного движения ионов, технологию лазерного селективного управления эволюцией кубитов. Все это было продемонстрировано выше. Наконец, выдающимся достижением этого проекта является разработка метода измерения состояния отдельных кубитов. Применение лазерных методов охлаждения освобождает от применения традиционных методов криогенной техники. По-видимому, трудно представить себе, как можно было бы охлаждать ионные «кристаллы», «висящие» в вакууме, «погружая» их в криогенные жидкости. Очевидно, каналом теплопередачи в такой ситуации может быть только радиационный теплоперенос.

Заметим, что на примере цепочки из двух кубитов была теоретически рассмотрена принципиальная возможность осуществления двух-кубитовых квантовых операций на ионах в ловушках и при ненулевой температуре путем расщепления атомных волновых пакетов подобно тому как это делается в атомной интерферометрии. При определенных условиях в этом случае осуществление квантовых операций не зависит от состояния движения ионов и поэтому не требует нулевых темпера-
3.12. Основные выводы

167

тур [3.25]. Однако обобщение этих результатов на цепочку из многих кубитов является проблематичным.

В литературе обсуждаются технологии, которые позволили бы увеличить число ионов и кубитов в квантовом компьютере на ионах в ловушке. Одной из возможностей является хранение ионов в большом числе ловушек (в ионных аккумуляторах), с тем чтобы последовательно перемещать их в «реактор», в котором выполняются операции над одним или двумя кубитами-ионами [3.26]. Перемещение ионов может совершаться с помощью электрических потенциалов на сегментированных электродах, изготовленных литографическими методами. Очевидным недостатком этого метода являются «непроизводительные» затраты времени на перемещение ионов [3.9]. Обсуждаются также возможности использования большего числа состояний в одном ионе (несколько кубитов на одном ионе) или использование водородоподобных ионов с большим зарядом Z [3.9]. В последнем случае величина сверхтонких расщеплений оказывается в оптической области: uiufs ~ Z3-Указано также на возможность настройки резонансной частоты кубитов с помощью электрических напряжений на секционированных электродах ловушки. В этом случае можно облучать лазером весь ионный кристалл; при этом только настроенный в резонанс ион совершает квантовую эволюцию [3.27]. Все эти предложения по совершенствованию квантового компьютера на ионах в ловушке пока остаются умозрительными.

Выше мы рассмотрели оптические методы пленения нейтральных атомов. Оптические решетки, созданные трехмерной стоячей волной, образованной шестью попарно взаимно-встречными лазерными пучками, образуют трехмерную ловушку для нейтральных атомов с периодом порядка длины волны лазерного излучения ~ 0,5мкм. При 100% заполнении ловушки нейтральными лазерно-охлажденными атомами мы имеем подобие трехмерного атомного кристалла (с тем отличием, что в образовании этого квазикристалла межатомные силы не участвуют, как это имеет место в ионном кристалле). Трехмерная решетка из нейтральных атомов в оптической ловушке может служить квантовой системой для построения квантового компьютера [3.28-3.30]. Система нейтральных атомов взаимодействует с окружением более слабыми межатомными силами, чем ионный кристалл; поэтому процессы декогерентизации будут более слабыми. В работах [3.28-3.30] предлагается использовать индуцированные диполь-дипольные силы взаимодействия
168

Глава 3

между атомами для выполнения двухкубитных операций типа CNOT. При этом оказалось возможным обойтись без использования колебательных мод в качестве вспомогательного кубита.

Возможности построения полномасштабного квантового компьютера на нейтральных атомах в оптической решетке (ловушке) выглядят на сегодняшний день очень привлекательными. Это предложение в дальнейшем заслуживает самой тщательной разработки. В [3.31] выполнены эксперименты по использованию оптических решеток в качестве оптических масок в атомной литографии.

Литература

[3.1] DiVincenzo D.F., Burkhard GLoss DSukhorukov E.V. Quantum Computation and Spin Electronics // LANL E-print: 1999, cond-mat/9911245, 28 p.

[3.2] Cirac J. I., Zoller F. Quantum Computations with Cold Trapped Ions // Phys. Rev. Lett. 1995, v. 74, №20, pp. 4094-4097.

[3.3] Monroe СMeekhof D.M., King B.E., Itano W.M., Wineland D.J. Demonstration of a Fundamental Quantum Logic Gate // Phys. Rev. Lett. 1995, v. 75, №25, pp. 4714-4717.
Предыдущая << 1 .. 56 57 58 59 60 61 < 62 > 63 64 65 66 67 68 .. 132 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed