Квантова шина

Квантова шина — це пристрій, який може використовуватися для зберігання або передачі інформації між незалежними кубітами в квантовому комп'ютері або об'єднання двох кубітів у суперпозицію. Це квантовий аналог класичної шини.

Історія

Вперше концепція була продемонстрована дослідниками Єльського університету та Національного інституту стандартів та технології (NIST) у 2007 році.[1][2][3] До цієї експериментальної демонстрації квантова шина була описана вченими в NIST як один з можливих наріжних каменів в архітектурах квантових обчислень.[4]

Математичний опис

Квантову шину для надпровідних кубітів[en] можна побудувати за допомогою резонансної порожнини. Гамільтоніан для системи з кубітом А, кубітом В та резонансною порожниною або квантовою шиною, що їх з'єднує, є де  — гамільтоніан одиничного кубіта, є оператором підйому або опускання для створення або руйнування збудження в -му кубіті а регулюється амплітудою постійного струму та зміщенням радіочастоти.[5]

Примітки

  1. J. Majer; J. M. Chow; J. M. Gambetta; Jens Koch; B. R. Johnson; J. A. Schreier; L. Frunzio; D. I. Schuster; A. A. Houck; A. Wallraff; A. Blais; M. H. Devoret; S. M. Girvin; R. J. Schoelkopf (27 вересня 2007). Coupling superconducting qubits via a cavity bus. Nature. 449 (7161): 443—447. arXiv:0709.2135. Bibcode:2007Natur.449..443M. doi:10.1038/nature06184. PMID 17898763.
  2. M. A. Sillanpää; J. I. Park; R. W. Simmonds (27 вересня 2007). Coherent quantum state storage and transfer between two phase qubits via a resonant cavity. Nature. 449 (7161): 438—42. arXiv:0709.2341. Bibcode:2007Natur.449..438S. doi:10.1038/nature06124. PMID 17898762.
  3. All Aboard the Quantum 'Bus'. 27 вересня 2007. Архів оригіналу за 7 Серпня 2017. Процитовано 12 грудня 2008.
  4. G.K. Brennen; D. Song; C.J. Williams (2003). Quantum-computer architecture using nonlocal interactions. Physical Review A. 67 (5): 050302. arXiv:quant-ph/0301012. Bibcode:2003PhRvA..67e0302B. doi:10.1103/PhysRevA.67.050302.
  5. Sillanpää, Mika A.; Park, Jae I.; Simmonds, Raymond W. (2007). Coherent quantum state storage and transfer between two phase qubits via a resonant cavity. Nature. 449 (7161): 438—442. arXiv:0709.2341. Bibcode:2007Natur.449..438S. doi:10.1038/nature06124. PMID 17898762.