Существуют ли известные реализации для конструкций квантовых вычислений?

17

Квантовые вычисления - это активная область исследований, целью которой является использование квантовой физики (например, квантовой запутанности) для повышения эффективности компьютеров (не изменяет тезис Черча-Тьюринга ).

Каковы наиболее значимые эксперименты, которые были проведены для демонстрации теории квантовых вычислений (такие как кубиты и телепортация)?

reference-request quantum-computing Шейн
источник
1
Я прочитал название вопроса и подумал, что это очень расплывчато. Но сам вопрос довольно специфичен. Может быть, вы могли бы отредактировать заголовок примерно так: «Известны ли реальные реализации базовых конструкций квантовых вычислений»?
Суреш Венкат
@Suresh: я сделал изменения.
Шейн

Ответы:

18

На данном этапе прогресс в экспериментальных квантовых вычислениях относительно медленный, но в настоящее время существует широкий спектр систем, которые можно использовать для реализации одного или нескольких кубитов.

На данный момент наиболее развитые системы как

  1. Ионные ловушки
  2. ЯМР в жидком состоянии
  3. Линейная оптика квантовых вычислений
  4. Сверхпроводящие кубиты

Также было много недавних работ с дефектами в твердом состоянии, ЯМР твердого тела, эндоэдральных фуллеренов, ловушек нейтральных атомов, атомных чипов и т. Д.

Наибольшее число кубитов, как правило, приходится на ионные ловушки и ЯМР, хотя линейная оптика тоже работает хорошо.

Что касается значительных экспериментов, то это действительно зависит от того, что является для вас прогрессом. В 2007 году был проведен очень хороший эксперимент, в котором оптически были связаны две отдельные ионные ловушки, и недавно была проведена прекрасная работа над сегментированными ионными ловушками, в которой демонстрируются способы масштабирования вычисления ионной ловушки за пределы примерно 10 кубитов. Также было несколько очень хороших реализаций вычислений на основе измерений с использованием оптики, что также важно для масштабируемости. Если у вас есть лучшее представление о типе экспериментов, которые вы имеете в виду, это значительно облегчит задачу ответа.

Дорожная карта США по квантовым вычислениям, доступная здесь , предоставляет превосходный, хотя и немного устаревший, обзор состояния техники примерно в 2004 году.

Джо Фитцсимонс
источник
2
«На данном этапе прогресс в экспериментальных квантовых вычислениях относительно медленный». В самом деле? Видимо, действует даже закон Кванта Мура! ;-) quantenblog.net/physics/moores-law-quantum-computer
Мартин Шварц,
@MartinSchwarz: Я думаю, что это в основном тот факт, что экспоненциальный рост выглядит линейным, начиная с. Но я написал этот ответ более двух лет назад, и я думаю, что он действительно ускоряется. Я особенно взволнован недавними результатами IBM.
Джо Фицсимонс
1

Для фактической физической реализации концептуальных устройств квантовых вычислений и того, какие методы могут лучше всего подходить для этих практик, в книге Нильсена и Чуанга есть целая глава, которая очень хорошо написана и проста для понимания.

Винсент Руссо
источник
4
К сожалению, эта глава в настоящее время несколько устарела, поскольку с момента ее написания произошли значительные события.
Джо Фицсимонс
Первый автор - Нильсен.
Цуёси Ито
орфография по-прежнему неверна :)
Алессандро Косентино
Ха-ха, ах побочные эффекты слишком мало кофеина. Исправлены обе проблемы. Прости за это!
Винсент Руссо