Способы практической реализации квантовых компьютеров
•Квантовые вычисления с использованием метода
импульсного ядерного магнитного резонанса в
молекулярных жидкостях.
•Квантовые вычисления на основе использования в качествеэлементной базыквантовых компьютеров: ионов в ловушках в вакууме;спинов одиночных электронов в квантовых точках в двумерном газе в полупроводниковых гетероструктурах;атомы в резонаторах электромагнитного поля.
•Квантовые вычисления, основанные на состояниях сверхпроводников,разделенных переходами Джозефсонаи различающихсячислом зарядов.
50
Ядерные магнитно-резонансные компьютеры
Протоны и нейтроны обладают спином. Суммарный спин основныхатомов хим. элементовравен нулю (спины сокращаются).В изотопахимеются дополнительныенейтроны.
Эти дополнительныенейтроны приводят к положительномуили отрицательномуспину атома
51
Выравнивание спинов–молекулы (например, хлороформ 13CHCl3) помещаются в растворитель (например, дейтерированный ацетон (СD3)2CO. Затем раствор помещается в магнитное поле спектрометра. Магнитное поле выравнивает все спины.
•Воздействие радиочастотным импульсом–один из атомарных спинов либо «опрокидывается», либо нет, в зависимости от состояния спинов других атомов.
•Воздействие последовательностью импульсов реализацует квантовый алгоритм.
52
Современныйядерныйкомпьютер
54
За |
ЯМР-компьютеры:за и против |
|
•Ядра хорошо защищены отвнешнего воздействия.
•Еслиспины выравнены, то они будутдолгое время оставаться в таком состоянии.
•Ядерные кубитыужесуществуютвприроде.
•Технология воздействия на ядерные кубитыуже отработана.
•ЯМР-томография интенсивно используется в медицине.
Против
•Очень большой размертаких компьютеров. Большинствоиз них имеют три и более метров в высоту.
Созданныйквантовый компьютер на явлении ядерномагнитного резонанса и состоялиз семи кубитов, чегохватило для разложения числа 15 на простые множители 3и 5.
55
56