Article

קווביטים: מה הם קווביטים?

ידי עורכי AZoQuantum

חישוב באמצעות מכניקת הקוונטים

אחד הביטויים הכי להכרה רחבה ומורכבת של "הטכנולוגיה קוונטי" הוא מחשב קוונטי [ 1 ]. מחשבים קוונטיים להסתמך על העקרונות של מכניקת הקוואנטים ובניגוד קונבנציונאלי מחשבים "קלאסי" אשר זמין כיום באמצעות פיסות מידע בתהליך המורכב של אחד או אפס, מחשב קוונטי ידרוש את השימוש קווביטים. קיוביט, קצת כמו, מייצג אחד או אפס, אולם היכר היא שזה יכול לייצג כל סופרפוזיציה קוונטית של שני הערכים, כלומר קיוביט יכול להיות בעת ובעונה אחת אפס ואחד וכל מה שביניהם. המשמעות עבור כוח חישובית היא במעבד הקוונטים, מספר חישובים כי ניתן להשיג בו זמנית הוא 2 בחזקת n (n להיות מספר קווביטים). עיבוד כוח ובכך פוטנציאל קשקשים אקספוננציאלית עם מספר קווביטים, במקום ליניארי כמו מחשב קלאסיים.

חפיפה

עקרון סופרפוזיציה קוונטית קווביטים בודדים היא המפתח הראשון להשגת עיבוד מקבילי באמת. סופרפוזיציה, אומר כי בעוד מצב של קיוביט נשאר "לא ידוע" או unmeasured, הוא אינו מוגבל להתקיים במצב נתון אלא קיימת כל המצבים האפשריים בעת ובעונה אחת. זה רק על ידי מדידת או מפריע קיוביט כי סופרפוזיציה הוא הרס את המדינה הופכת להיות מוגדרת גם אפס או אחד. ניסוי מחשבתי על ידי ארווין שרדינגר מדגים זאת מושגית עם האנלוגיה של חתול בתוך קופסה (החתול של שרדינגר).

הסתבכות

ההסתבכות היא בבירור "הקוונטים" תופעה המשמש לתיאור צימוד אשר יכולים להתרחש בין הפרט במערכות קוונטיות או קווביטים [ 2 ]. ההסתבכות בין קבוצות של קווביטים, אשר נמצאים בסופרפוזיציה של מדינות, מהווה את הבסיס של מכשיר קוונטי עשוי בסופו של דבר לאפשר את הכוח רצוי מאוד עיבוד מקבילי המוצעים על ידי מחשב קוונטי.

התפתחויות

זיהוי והבנה של הסוג הטוב ביותר של קיוביט ליישום מעשי הקוונטים טכנולוגיות מהווה חלק עצום של מחקר ניסיוני ותיאורטי המתקיים היום.

קיוביט חייב להיות מורכב של מערכת קוונטית 2 מצב שבו ניתן להשפיע (כלומר מוגדר 0 או 1), יחד (מסובכת עם קווביטים אחרים) נמדדת. קיוביט חייב להיות חזקים מול תנודות הסביבה המקומית ככל האפשר כדי לא להפריע המדינה השברירית של סופרפוזיציה עד החישובים הנדרשים הושלמו. חלק מן החלופות המובילות כיום נחקרת הם אלקטרונים / מולקולרית ספינים, תשלום של אלקטרון יחיד, מצב של אטום או יון לכודים, במצב של פוטון יחיד או שלב או תשלום של מעגל מוליך. חומרים ספציפיים מערכות הנחקרת כיום כוללים פוטונים בודדים ממקור ספונטנית פרמטרית למטה המרה [ 3 ], ספינים זרחן סיליקון [ 4 ], יוספסון צומת מוליכי קווביטים [ 5 ] (כולל מפעל מסחרי [ 6 ]), חנקן ספינים פנוי בתוך יהלום [ 7 ], מוליכים למחצה נקודות קוונטיות [ 8 ] ואחרים.