為什麼量子計算機對雜訊非常敏感,雜訊真的可以迅速摧毀量子計算機的 量子疊加態 嗎?

時間 2021-05-10 23:29:59

1樓:Jaykay.Z

bit就倆離散的狀態,1/0,稍微的擾動不會改變bit的狀態。qubit是連續的,整個Bloch球上都是。稍微的擾動,qubit就從球面上乙個點跑到另乙個點了,那可不就錯了麼。

至於是不是真的雜訊很容易摧毀qubit,那倒不至於。雜訊這玩意有雜訊譜,對qubit的邏輯門操作用的脈衝波可以看成是個濾波器,你只要使用的脈衝波在雜訊能量大的頻率處可以把這部分頻率濾掉就可以了。設計這種robust控制的技術手段有很多,比如咱一哥們去年寫的文章2011.

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2樓:

量子計算機目前有很多的candidate,雜訊也有很多種。同樣的位元在不同體系中,相干時間也不同,比如同樣是室溫條件核自旋位元,在磷矽系統中,可以達到42min,在一般液體核磁體系則是幾秒,在金剛石NV體系中是毫秒。目前的量子計算機的架構有很多種,不同架構的原理差別很大,實際操作中是否對某種雜訊敏感,以及體系中雜訊有多大是千差萬別的。

量子計算的硬體核心是量子位元,和傳統的位元不同,量子位元一般需要乙個天然的或者人工的單粒子,比如離子阱是單個天然粒子,超導位元則是人工單粒子,翻轉單個超導位元需要的能量在ueV量級。而傳統的電晶體,則有10^9次方個電子參與,翻轉的能量在GeV量級。保持疊加態的先決條件是保持子系統的本徵態,即位元初始化之後在自由條件下狀態不會自己改變,一般用depolarization time描述。

這就意味著量子計算機在計算過程中需要處於非平衡的物理狀態,儘量減少環境的影響即雜訊。對於離子阱,這個影響是擴充套件化之後trap電磁場的干擾,對於超導,可能是其內部缺陷、其他的準粒子等等。

這些雜訊同樣會干擾到量子疊加態,一般用decoherence或者dephasing來描述。和前面depolarization的區別是,前者對共振頻率的雜訊敏感,後者對各個頻率的雜訊都敏感。同時目前有一些dynamical decoupling的技術方法可以將其延長到depolarization時間。

3樓:Johny Sinn

對的。噪音會直接干擾量子,製造「寄生振盪」,在此我用了乙個廣播電視術語。如果你在看電視螢幕並注意到幾個白斑,這表明乙個小「寄生振盪」在活動。

同樣,如果有人在你家隔壁使用電動工具,那些產生在你螢幕上的大寄生振盪將導致影象被徹底破壞。

4樓:EnalsWorld

量子這個詞語已經出現了很久了,可是到現在為止依然沒有人可以清楚的回答,量子到底是不是粒子。如果是粒子,那麼是什麼粒子;或者,如果不是粒子,那麼它又是什麼。

那麼既然人類還沒有搞清楚量子是不是粒子,量子計算機的工作原理又是什麼?是對粒子進行運算,還是對波進行運算。還是別的什麼?

而導致這一現象的關鍵就是因為我們的原子模型理論有問題。理論的瑕疵限制了人們的判斷力。

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