タグ付けされた質問 「decoherence」

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FMO複合体の量子コヒーレンスは、量子コンピューティング(生物学的基板上)にとって重要ですか?
FMO複合体(緑色硫黄細菌に見られる光合成光収穫複合体)の量子効果は、他の光合成システムの量子効果と同様によく研究されています。これらの現象を説明するための最も一般的な仮説の1つ(FMO複合体に焦点を当てる)は、Rebentrost et al。。このメカニズムは、特定の量子ネットワークがデコヒーレンスと環境効果を「使用」して量子輸送の効率を改善する方法を説明しています。量子効果は、複合体のある色素(クロロフィル)から別の色素への励起子の輸送から生じることに注意してください。(FMO複合体の量子効果についてもう少し詳しく説明する質問があります)。 このメカニズムにより、デコヒーレンスの悪影響なしに室温で量子効果が発生する可能性があるため、量子コンピューティングへの応用はありますか?ENAQTおよび関連する量子効果を利用する人工システムの例がいくつかあります。ただし、バイオミメティック太陽電池は潜在的なアプリケーションとして提示されており、量子コンピューティングのアプリケーションに焦点を合わせていません。 もともと、FMO複合体はGroverの検索アルゴリズムを実行するという仮説が立てられていましたが、私が理解していることから、今ではこれは真実ではないことが示されています。 生物学では見られない発色団と基質を使用する研究がいくつかありました(後で参照を追加します)。ただし、生物学的基質を使用するシステムに焦点を当てたいと思います。 生物学的基質についても、ENAQTを使用する工学システムの例がいくつかあります。たとえば、ウイルスベースのシステムは、遺伝子工学を使用して開発されました。DNAベースの励起子回路をも開発しました。ただし、これらの例のほとんどは、太陽光発電を主な例として示しており、量子コンピューティングは示していません。 VattayとKauffmanは(知る限り)量子生物学的コンピューティングとして量子効果を研究した最初の人物であり、量子コンピューティング用のFMO複合体に類似したシステムを設計する方法を提案しました。 このメカニズムを使用して、新しいタイプのコンピューターをどのように構築できますか?光収集の場合、システムのタスクは、位置が既知の反応センターに可能な限り高速で励起子を輸送することです。計算タスクでは、通常、いくつかの複雑な関数最小値を見つけたいと思います。簡単にするために、この関数には0からKまでの離散値のみを持たせます。この関数の値を発色団の静電サイトエネルギーにマッピングできる場合、fnfnf_nHnn=ϵ0fnHnn=ϵ0fnH_{nn} = \epsilon_0 f_n、それらの近くに反応中心を配置します。何らかのレート励起子をトラップし、各反応中心で電流にアクセスできるため、発色団上の励起子を見つける確率に比例します。κκκjn∼κρnnjn∼κρnnj_n ∼ κ\rho_{nn}。 FMO複合体の量子効果は、量子コンピューティングの生物学的基板でどのように使用できますか?ネットワーク構造上の励起子の輸送により量子効果が発生する場合、ENAQTはネットワークベースのアルゴリズムのより効率的な実装を提供できますか(例:最短経路、巡回セールスマンなど)。 PS必要に応じて、より関連する参照を追加します。また、関連する参照も自由に追加してください。

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ハイゼンベルグの不確定性原理を維持しながらキュービットを保存する方法は?
量子ビットは量子粒子(たとえば光子)で表され、その状態は1つのプロパティ(たとえばスピン)で与えられることを知っています。 私の質問は量子メモリについてです。量子ビットはどのように量子コンピュータに保存されますか。ハイゼンベルクの不確実性原理が機能するには、一種のブラックボックスが必要だと思います。これを正しく理解していれば、この原理はキュービットの重ね合わせに関連しています。 この種のブラックボックスは、実際の量子コンピューターにどのように実装されていますか?

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最先端のゲート速度とデコヒーレンス時間
現在、企業が追求していることがわかっているキュービットタイプの最先端のゲート速度とデコヒーレンス時間に興味があります。 超伝導キュビット、 イオントラップキュービット、 フォトニックキュービット。 これらはどこにありますか?定期的に更新される場所はありますか? 長年にわたってさまざまなタイプのキュービットについてこれらの時間を表すさまざまな公開された表があります(有名なロスアラモス国立研究所QCロードマップを含む)が、公開された論文は常に変化しますが、数は常に変化します。 FMOの1psデコヒーレンス時間をQCの人気のある候補の最先端のデコヒーレンス時間およびゲート時間と比較したいので、この質問に答えるためにこれらの数値が必要でした。期間はありますが、どこを見ればよいかわかりません。 これまでに測定された最長のコヒーレンス時間はこの回答で与えられましたが、ゲート時間は与えられていませんでした:キュービットが0.9999の忠実度で生き残った最長時間はどれくらいですか? James Woottonは、上記の3つのキュービットタイプの長所と短所について話しましたが、ゲート/デコヒーレンス時間ではありませんでした。最も少ないエラーで量子コンピューターを作成するための最先端テクノロジーは何ですか?

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量子コヒーレンスのブラックボックスを調査できますか?
この質問は、一部は仮説であり、一部は分子ベースの量子デバイスの実験的機能に基づいたシナリオに基づいています。これは、しばしば量子進化を示し、スケーラブルになる可能性がありますが、一般的に詳細に特徴付けることは非常に困難です(a関連するが、ユニークではない例は、単一分子における核スピンキュービットのこの電気的制御に関連する一連の研究です)。 シナリオ:さまざまなブラックボックスがあり、それぞれが情報を処理できるとします。ボックスの量子進化は制御しません。量子回路モデルの言語では、量子ゲートのシーケンスを制御しません。各ブラックボックスは、異なるアルゴリズム、またはより現実的には、いくつかのインコヒーレントな進化を含む、異なる時間依存ハミルトニアンにハードワイヤードされていることを知っています。各ブラックボックスの詳細はわかりません。特に、量子ダイナミクスが量子アルゴリズムの有用な実装を生成するのに十分にコヒーレントであるかどうかはわかりません(ここでは、これを「量子性」と呼びます。これの下限は、「古典的なマップと区別可能」になります)。 。この目標に向けてブラックボックスを使用するには、私たちはそれらに古典的な入力を供給し、古典的な出力を取得する方法しか知りません。ここで、2つのサブシナリオを区別してみましょう。 エンタングルメントを自分で実行することはできません。製品の状態を入力として使用し、出力で単一キュービット測定を行います。ただし、入力準備と測定のベースを選択できます(最低でも、2つの直交ベースの間)。 上記と同様ですが、ベースを選択することはできず、固定された「自然な」ベースで作業する必要があります。 目標:特定のブラックボックスについて、そのダイナミクスの量子性をチェックすること。概念実証として、少なくとも2または3キュビットの場合、理想的にはより大きな入力サイズにも対応します。 質問:このシナリオでは、この目標を達成できる、ベルの不等式の一連の相関テストがありますか?

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固体におけるスピンもつれ三重項対状態のデコヒーレンス:局所対非局在振動
コンテキスト:私たちは固体状態にあります。一重項基底状態を持つシステムによる光子吸収の後、システムは1つのスピン一重項励起子のスピン保存分裂を2つのスピン三重項励起子に受けます(コンテキストについては、「アセンおよびヘテロアセン材料のもつれた三重項ペア状態」を参照してください)。これらのスピン三重項ペアは、まだ絡み合っている固体内を伝播します。このすべての操作の量子コンピューティング関連の目標は、2つの飛行キュービットのもつれを、空間で固定され、デコヒーレンス(常磁性イオンの核スピンの低エネルギー励起)からも保護された2つの位置に転送することです。例えば)。 手元の問題(2)と質問:最終的には、2つのトリプレット間の絡み合いが失われ、さらにトリプレットは必然的に一重項基底状態に戻り、光子の形でエネルギーを放出する方法を見つけます。これらのプロセスが振動によってどのように影響を受けるかを計算したいと思います。2つのトリプレットのそれぞれの独立した緩和は、主に局所振動を考慮して計算できると思います。たとえば、ここで採用した手順と同様の手順に従います(分子スピンキュービットと単一分子磁石の緩和における主要な局所振動の決定)。エンタングルメントの損失の計算は、両方のトリプレットのローカル環境を同時に含む非局在化振動モードに必ずしも関連するのでしょうか?

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実験的に達成された2つの絡み合ったキュービット間の最大分離はどれくらいですか?
私の知る限り、2つの絡み合った飛行キュービットを考えると、量子情報を失うことなくそれらを分離するための物理的な制限はありません。 参照:粒子が絡み合ったままになる距離に理論的な制限はありますか? 質問 光子を使用してそのような距離で実際の記録は何ですか?私は143 kmで以前の記録を見つけました(物理学者は量子テレポーテーション距離を壊します) ソリッドステートベースのキュービットの使用についてはどうですか? これは、固体量子コンピューターを構築するときの制限を想定できますか?

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量子デコヒーレンスはどのように管理できますか?
私はウィキペディアのこの記事を偶然見つけました。 すべてのシステムは周囲のエネルギー状態と疎結合されているため、デコヒーレンスはシステムから環境への情報の損失(多くの場合、ヒートバスとしてモデル化)と見なすことができます。 <...> デコヒーレンスは、量子コンピュータの実用化への挑戦を表しています。そのようなマシンは、量子コヒーレンスの乱されない進化に大きく依存することが期待されているからです。簡単に言えば、量子計算を実際に実行するには、コヒーレント状態を維持し、デコヒーレンスを管理する必要があります。 (強調鉱山) どうすればこれloss of informationを管理できるのでしょうか。これは完全に防ぐ必要があるということですか、それとも量子コンピューティングが実際に計算するために情報の損失を許容する必要があるのでしょうか?
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