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物理:大規模イオントラップ量子コンピュータのアーキテクチャー

Nature 417, 6890 doi: 10.1038/nature00784

イオントラップを用いるシステムは、量子コンピュータのアーキテクチャーとして探求されている系の一つであり、この方式の量子ビット(キュービット)は、捕捉されたイオンのクーロン相互作用で結合した原子状態から作られる。このシステムでは量子計算の基本的な要請は検証されているが、この方法で系のキュービット数を増やそうとすると、理論的および技術的な障害がある。従って最近の研究は、イオントラップの小さいシステムを多数個、量子情報で結びつける方式に集中している。我々は配列方式を発展させ、大規模量子コンピュータにおける巨大個数の平行ゲート操作を達成する方法を示した。この方法は、小さな量子レジスターを操作するため既に検証されている技法だけを用いている。コヒーレンスを壊さない部分空間を用いることは、イオン移送中のデコヒーレンスを著しく減らし、また相互作用領域間の時刻あわせを不必要にする。

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