Каково физическое представление кубита?

В обычных компьютерах биты могут быть физически представлены с использованием широкого спектра устройств с двумя состояниями, таких как полярность намагничивания определенной области ферромагнитной пленки или два уровня электрического заряда в конденсаторе.

Но у кубитов есть свойство, что они могут находиться в суперпозиции обоих состояний одновременно. Я видел ответы на этот вопрос , которые объясняют, как можно представить кубит или смоделировать его с помощью обычного компьютера.

Итак, я хочу знать, что может быть использовано (и используется такими компаниями, как D-Wave) для представления кубита в реальном физическом квантовом компьютере?

В этом разделе Википедии собраны наиболее важные текущие попытки физически реализовать кубиты.

Для физической реализации квантового компьютера преследуется множество различных кандидатов, среди которых (отличающихся физической системой, используемой для реализации кубитов):

• Сверхпроводящие квантовые вычисления (кубит, реализуемый состоянием малых сверхпроводящих цепей (джозефсоновских контактов))

• Квантовый компьютер с захваченными ионами (кубит, реализуемый внутренним состоянием захваченных ионов)

• Оптические решетки (кубит, реализованный внутренними состояниями нейтральных атомов, захваченных в оптической решетке)

• Компьютер с квантовыми точками, на основе спина (например, квантовый компьютер Лосс-Ди Винченцо) (кубит, заданный спиновыми состояниями захваченных электронов)

• Компьютер с квантовыми точками, пространственный (кубит, заданный положением электрона в двойной квантовой точке)

• Ядерный магнитный резонанс на молекулах в растворе (ЯМР в жидком состоянии) (кубит, обеспечиваемый ядерными спинами внутри растворенной молекулы)

• Твердотельные ЯМР квантовые компьютеры Кейна (кубит, реализуемый ядерным спиновым состоянием доноров фосфора в кремнии)

• Квантовые компьютеры электронов на гелии (кубит - спин электрона)

• Квантовая электродинамика резонатора (CQED) (кубит, обеспечиваемый внутренним состоянием захваченных атомов, связанных с тонкими полостями)

• Молекулярный магнит (кубит, заданный спиновыми состояниями)

• Квантовый компьютер ЭПР на основе фуллеренов (кубит, основанный на электронном спине атомов или молекул, заключенных в фуллерены)

• Линейный оптический квантовый компьютер (кубиты, реализуемые посредством обработки состояний различных мод света через линейные элементы, например, зеркала, светоделители и фазовращатели)

• Алмазный квантовый компьютер (кубит, реализуемый электронным или ядерным спином азотно-вакансионных центров в алмазе)

• Бозе-эйнштейновский квантовый компьютер на основе конденсата

• Транзисторный квантовый компьютер - струнные квантовые компьютеры с захватом положительных дырок с помощью электростатической ловушки

• Квантовые компьютеры на основе неорганических кристаллов, легированных ионами редкоземельных металлов, (кубит, реализуемый внутренним электронным состоянием легирующих примесей в оптических волокнах)

• Металлоподобные углеродные наносферы на основе квантовых компьютеров

Большое количество кандидатов демонстрирует, что тема, несмотря на быстрый прогресс, все еще находится в зачаточном состоянии. Существует также огромное количество гибкости.