Como podemos “isolar” um qubit

Question

Da Wikipedia : No computador quântico de íons, se os íons não estiverem devidamente isolados, o ruído pode resultar da interação dos íons com campos eletromagnéticos externos, o que cria movimento aleatório e destrói os estados de energia quantizados.

Essa afirmação também apareceu nos critérios de DiVincenzo para a construção de computador quântico, embora em termos diferentes, que é condição de longo tempo de decoerência.

Mas, na natureza, uma descrição do estado quântico precisa da inclusão do ambiente. O que significa que precisamos incluir interação e hamiltoniano de banho em todo o sistema. Esses hamiltonianos podem levar à decoerência ou dissipação de recursos de computação quântica (superposição ou emaranhamento).

A partir desses conhecimentos, intuitivamente, para construir um computador quântico funcional, precisamos de medidas ativas para isolar um qubit do ambiente circundante. Isolamento, neste contexto, significa apenas do ambiente, qubit ainda pode estar emaranhado um com o outro ou correlacionado quanticamente.

De volta à pergunta em questão? Como podemos ou que método / tecnologia usamos na construção do computador quântico hoje para conseguir isso?

Answer 1

Não se pode isolar absolutamente um qubit de seu ambiente, mas pode-se fazê-lo em um grau / aproximação bom o suficiente para realizar a computação quântica. Loss & DiVincenzo discutem em muitos detalhes para os spins de elétrons em pontos quânticos, assim como outras propostas QM (para spins nucleares, para íons, para junções Josephson, etc.)

Isso normalmente envolve diminuir a temperatura, limitar as interações com o ambiente (por exemplo, isolar alguns íons em uma armadilha de íons ou ter apenas um spin de elétron em um QD), ajustar as interações fora da ressonância e realizar manipulações adiabaticamente lentamente.