フルスケールの量子コンピューターのアーキテクチャーを設計するときに、ビルディングブロックを実装するために使用されるハードウェアのタイプ（キュービット、回路、通信チャネル、量子RAMなど）が果たす役割はどれくらいですか？
この問題についての私自身の考え：アーキテクチャは、ハードウェアの実現方法に依存すべきではありません。もしそうなら、誰かがハードウェアの斬新なデザインを思いつくたびに、アーキテクチャを再考する必要があります-アーキテクチャを改善しようと考えているのであれば悪くはありませんが、再考は改善の欲求から生まれるべきです一般にコンピュータであり、単にいくつかの新しいRAM実装に対応するだけではありません。
回答:
それはそれほど理想的ではない世界であり、要するに、量子コンピュータのアーキテクチャは、使用される「ハードウェア」に多くを依存しています。現在、量子コンピュータの物理的な実装にはいくつかの「モデル」があり、それらすべてにかなり異なるアーキテクチャが必要です。たとえば、超伝導量子コンピューターは絶対零度近くに保たれなければなりません。トラップされたイオン量子コンピュータでは、量子ビット状態間の結合を誘導するために適用されるレーザーがあります。光量子コンピューターの場合、量子情報を処理するための線形光学素子（ビームスプリッター、位相シフター、ミラーを含む）、および量子情報を検出して格納するための光子検出器と量子メモリが必要です。
Wikipediaに記載されている一般的なアーキテクチャのリストは次のとおりです。
- 超伝導量子計算（小さな超伝導回路（ジョセフソン接合）の状態によって実装された量子ビット）
- トラップされたイオン量子コンピューター（トラップされたイオンの内部状態によって実装されたキュービット）
- 光格子（光格子に閉じ込められた中性原子の内部状態によって実装されたキュービット）
- 量子ドットコンピュータ、スピンベース（例：Loss-DiVincenzo量子コンピュータ）（トラップされた電子のスピン状態によって与えられるキュービット）
- 量子ドットコンピューター、空間ベース（二重量子ドットの電子位置によって与えられるキュービット）
- 溶液中の分子の核磁気共鳴（液体NMR）（溶解した分子内の核スピンによって提供されるキュービット）
- 固体NMRケイン量子コンピューター（シリコン中のリンドナーの核スピン状態によって実現されるキュービット）
- 電子オンヘリウム量子コンピューター（量子ビットは電子スピンです）
- 空洞量子電気力学（CQED）（高フィネス空洞に結合したトラップされた原子の内部状態によって提供されるキュービット）
- 分子磁石（スピン状態で与えられるキュービット）
- フラーレンベースのESR量子コンピューター（フラーレンに包まれた原子または分子の電子スピンに基づくキュービット）
- 線形光学量子コンピューター（ミラー、ビームスプリッター、位相シフターなどの線形要素を介して光のさまざまなモードの状態を処理することによって実現されるキュービット）
- ダイヤモンドベースの量子コンピューター（ダイヤモンドの窒素空孔中心の電子スピンまたは核スピンによって実現されるキュービット）
- ボーズ–アインシュタイン凝縮ベースの量子コンピューター
- トランジスタベースの量子コンピューター–静電トラップを使用して正孔を引き込むストリング量子コンピューター
- 希土類金属イオンをドープした無機結晶ベースの量子コンピューター（光ファイバー中のドーパントの内部電子状態によって実現されるキュービット）
- 金属のようなカーボンナノスフェアに基づく量子コンピューター。
現在の最新技術では、かなり。他の回答で指摘されているように、異なるアーキテクチャは異なる物理的基板に量子ビットを実装します。その結果、量子ビットを生成、進化、相互作用、測定するための根本的に異なる技術がもたらされます。さらに、一部のアーキテクチャでは、他のアーキテクチャよりもさまざまな操作が簡単です。
古典的なコンピューターの通常のプログラミング方法に似たものを得るには、ある種のコンパイルパイプラインが必要です。抽象高級言語で表現された特定の計算を、特定のアーキテクチャーの特定のハードウェア詳細にマッピングします。これはまだ進行中の作業ですが、この方向で作業している人々がいます。頭に浮かぶ関連作業は1604.01401です。このペーパーで提案されているパイプラインは次のとおりです。
理論的には、このようなパイプラインを実装するソフトウェアスイートがあると、抽象的なコードを記述でき、たとえば超伝導チップや光またはイオントラップ量子コンピューターで動作するように自動的にコンパイルされます。
実際には、まだうまくいくことがたくさんあるので（まず最初に実際にスケーラブルな量子コンピューターを作成する方法）、そのようなスキームがどのように機能するかを言うのは困難です。