حاسوب كمي للأيونات المحصورة

يُعدّ الحاسوب الكمومي ذو الأيونات المحصورة ( TIQC ) أحد الأساليب المقترحة للحاسوب الكمومي واسع النطاق . يمكن حصر الأيونات ، أو الجسيمات الذرية المشحونة، وتعليقها في الفضاء الحر باستخدام المجالات الكهرومغناطيسية . تُخزّن الكيوبتات في حالات إلكترونية مستقرة لكل أيون، ويمكن نقل المعلومات الكمومية من خلال الحركة الكمومية الجماعية للأيونات في مصيدة مشتركة (تتفاعل عبر قوة كولوم ). تُستخدم أشعة الليزر لحثّ الاقتران بين حالات الكيوبت (لعمليات الكيوبت المفردة) أو الاقتران بين حالات الكيوبت الداخلية وحالات الحركة الخارجية (للتشابك بين الكيوبتات). ^{[ 1 ]}

لقد تم إثبات العمليات الأساسية للحاسوب الكمومي تجريبياً بأعلى دقة في أنظمة الأيونات المحصورة. وتشمل المخططات الواعدة قيد التطوير لتوسيع نطاق النظام إلى أعداد كبيرة من الكيوبتات نقل الأيونات إلى مواقع متباعدة مكانياً في مصفوفة من مصائد الأيونات ، وبناء حالات تشابك كبيرة عبر شبكات متصلة ضوئياً من سلاسل الأيونات المتشابكة عن بُعد، بالإضافة إلى الجمع بين هذه الأفكار. وهذا ما يجعل نظام الحاسوب الكمومي للأيونات المحصورة أحد أكثر البنى الواعدة لحاسوب كمومي قابل للتوسع وعالمي. اعتباراً من ديسمبر 2023، بلغ أكبر عدد من الجسيمات التي يمكن التحكم في تشابكها 32 أيوناً محصوراً. ^{[ 2 ]}

تاريخ

اقترح إغناسيو سيراك وبيتر زولر أول مخطط لتنفيذ بوابة NOT الكمومية المتحكم بها في عام 1995، ^[³^] وتحديدًا لنظام الأيونات المحصورة. وفي العام نفسه، تم تحقيق خطوة أساسية في بوابة NOT المتحكم بها تجريبيًا في مجموعة تخزين الأيونات التابعة للمعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) ، وبدأ البحث في الحوسبة الكمومية بالتسارع عالميًا.

في عام 2021، قدم باحثون من جامعة إنسبروك نموذجًا تجريبيًا للحوسبة الكمومية يتناسب مع رفّي خادم بحجم 19 بوصة ، وهو أول حاسوب كمومي مدمج يعمل بتقنية الأيونات المحصورة في العالم، ويلبي معايير الجودة المطلوبة. ^{[ 5 ]}^{[ 4 ]}

بول تراب

تم اختراع مصيدة الأيونات رباعية الأقطاب الكهروديناميكية، المستخدمة حاليًا في أبحاث الحوسبة الكمومية للأيونات المحصورة، في خمسينيات القرن الماضي على يد فولفغانغ بول (الحائز على جائزة نوبل عام 1989 ^{[ 6 ]} ). لا يمكن حصر الجسيمات المشحونة في ثلاثة أبعاد باستخدام القوى الكهروستاتيكية وحدها، وذلك وفقًا لنظرية إيرنشو . بدلًا من ذلك، يُطبَّق مجال كهربائي متذبذب بترددات الراديو ، مُشكِّلًا جهدًا على شكل نقطة سرجية تدور بتردد الراديو. إذا كانت معلمات المجال الراديوي مناسبة (تردد التذبذب وشدة المجال)، فإن الجسيم المشحون يُحصر فعليًا عند النقطة السرجية بفعل قوة استعادة، وتُوصَف حركته بمجموعة من معادلات ماثيو . ^{[ 1 ]}

تُعدّ نقطة السرج هذه نقطة الحد الأدنى لقيمة الطاقة، $|E(\mathbf {x} )|$ بالنسبة للأيونات في مجال الجهد. ^{[ 7 ]} غالبًا ما يوصف مصيدة بول بأنها بئر جهد توافقي يحبس الأيونات في بعدين (بافتراض ${\hat {x}}$ و ${\widehat {y}}$ (دون الإخلال بعمومية النتائج) ولا يحبس الأيونات في ${\widehat {z}}$ في اتجاه معين. عندما تتواجد أيونات متعددة عند نقطة السرج ويكون النظام في حالة توازن، فإن الأيونات تكون حرة الحركة فقط في اتجاه معين. ${\widehat {z}}$ لذلك، ستتنافر الأيونات فيما بينها وتُشكّل بنية عمودية في ${\widehat {z}}$ أبسط الحالات هي سلسلة خطية من عدد قليل من الأيونات. ^{[ 8 ]}^{[ 9 ]}^{[ 10 ]}^{[ 11 ]} ستؤدي تفاعلات كولوم ذات التعقيد المتزايد إلى تكوين أيوني أكثر تعقيدًا إذا تم تهيئة العديد من الأيونات في نفس المصيدة. ^{[ 1 ]}^{[ 10 ]} علاوة على ذلك، فإن الاهتزازات الإضافية للأيونات المضافة تُعقّد النظام الكمومي بشكل كبير، مما يجعل التهيئة والحساب أكثر صعوبة. ^{[ 11 ]}

بمجرد احتجاز الأيونات، يجب تبريدها بحيث $k_{\rm {B}}T\ll \hbar \omega _{z}$ (انظر نظام لامب ديك ). يمكن تحقيق ذلك من خلال الجمع بين تبريد دوبلر وتبريد النطاق الجانبي المُحلَّل . عند هذه الدرجة المنخفضة جدًا من الحرارة، تُكمَّم طاقة الاهتزاز في مصيدة الأيونات إلى فونونات بواسطة حالات الطاقة الذاتية لسلسلة الأيونات، والتي تُسمى أنماط اهتزاز مركز الكتلة. تُعطى طاقة الفونون الواحد بالعلاقة التالية: $\hbar \omega _{z}$ تحدث هذه الحالات الكمومية عندما تهتز الأيونات المحصورة معًا وتكون معزولة عن البيئة الخارجية. إذا لم يتم عزل الأيونات بشكل صحيح، فقد ينتج عن تفاعل الأيونات مع المجالات الكهرومغناطيسية الخارجية ضوضاء، مما يخلق حركة عشوائية ويدمر حالات الطاقة الكمومية. ^{[ 1 ]}

متطلبات الحوسبة الكمومية

لا تزال المتطلبات الكاملة للحاسوب الكمومي الفعال غير معروفة تمامًا، ولكن هناك العديد من المتطلبات المقبولة عمومًا. وقد حدد ديفيد ديفينسينزو عددًا من هذه المعايير للحوسبة الكمومية . ^{[ 1 ]}

الكيوبتات

يمكن لأي نظام كمومي ثنائي المستوى أن يشكل كيوبت، وهناك طريقتان رئيسيتان لتشكيل كيوبت باستخدام الحالات الإلكترونية للأيون:

مستويان فائقان الدقة للحالة الأرضية (يطلق عليهما اسم "كيوبتات فائقة الدقة").
مستوى الحالة الأرضية ومستوى الإثارة (يُطلق عليهما اسم "الكيوبتات الضوئية").

تتميز الكيوبتات فائقة الدقة بعمرها الطويل للغاية (زمن اضمحلالها يتراوح بين آلاف وملايين السنين) واستقرارها الطوري/الترددي (تُستخدم تقليديًا في معايير التردد الذري). ^{[ 11 ]} كما تتميز الكيوبتات الضوئية بعمرها الطويل نسبيًا (زمن اضمحلالها في حدود الثانية)، مقارنةً بزمن تشغيل البوابات المنطقية (الذي يبلغ في حدود الميكروثانية ). ويطرح استخدام كل نوع من أنواع الكيوبتات تحدياته الخاصة في المختبر.

التهيئة

يمكن تحضير حالات الكيوبت الأيوني في حالة كيوبت محددة باستخدام عملية تُسمى الضخ الضوئي . في هذه العملية، يقوم الليزر بربط الأيون ببعض الحالات المثارة التي تتحلل في النهاية إلى حالة واحدة غير مرتبطة بالليزر. بمجرد وصول الأيون إلى تلك الحالة، لا يكون لديه مستويات إثارة أخرى ليرتبط بها في وجود الليزر، وبالتالي يبقى في تلك الحالة. إذا تحلل الأيون إلى إحدى الحالات الأخرى، سيستمر الليزر في إثارة الأيون حتى يتحلل إلى الحالة التي لا تتفاعل معه. تُعد عملية التهيئة هذه معيارًا في العديد من التجارب الفيزيائية، ويمكن إجراؤها بدقة عالية للغاية (>99.9%). ^{[ 12 ]}

وبالتالي، يمكن وصف الحالة الأولية للنظام في الحوسبة الكمومية بواسطة الأيونات في حالاتها الأرضية فائقة الدقة والحركية، مما ينتج عنه حالة فونونية أولية لمركز الكتلة. $|0\rangle$ (صفر فونونات). ^{[ 1 ]}

قياس

يُعدّ قياس حالة الكيوبت المخزّن في أيون عمليةً بسيطةً للغاية. عادةً، يُسلّط شعاع ليزر على الأيون بحيث يقترن بحالة كيوبت واحدة فقط. عندما ينهار الأيون إلى هذه الحالة أثناء عملية القياس، يُثيره الليزر، مما يؤدي إلى انبعاث فوتون عند اضمحلال الأيون من الحالة المُثارة. بعد الاضمحلال، يُثار الأيون باستمرار بواسطة الليزر ويُصدر فوتونات بشكل متكرر. يمكن جمع هذه الفوتونات بواسطة أنبوب مضاعف ضوئي ( PMT) أو كاميرا CCD. إذا انهار الأيون إلى حالة الكيوبت الأخرى، فلن يتفاعل مع الليزر ولن ينبعث أي فوتون. من خلال عدّ عدد الفوتونات المُجمّعة، يُمكن تحديد حالة الأيون بدقة عالية جدًا (>99.99%). ^{[ 13 ]}

دوران كيوبت واحد عشوائي

من متطلبات الحوسبة الكمومية الشاملة تغيير حالة كيوبت واحد بشكل متماسك. على سبيل المثال، يمكن تحويل كيوبت يبدأ من الحالة 0 إلى أي تراكب عشوائي بين 0 و1 يحدده المستخدم. في نظام الأيونات المحصورة، يتم ذلك غالبًا باستخدام انتقالات ثنائية القطب المغناطيسية أو انتقالات رامان المحفزة للكيوبتات فائقة الدقة، وانتقالات رباعية الأقطاب الكهربائية للكيوبتات الضوئية. يشير مصطلح "الدوران" إلى تمثيل كرة بلوخ لحالة الكيوبت النقية. يمكن أن تتجاوز دقة البوابات 99%.

عوامل الدوران $R_{x}(\theta )$ و $R_{y}(\theta )$ يمكن تطبيق ذلك على الأيونات الفردية عن طريق التحكم في تردد مجال كهرومغناطيسي خارجي وتعريض الأيونات لهذا المجال لفترات زمنية محددة. وتؤدي هذه الضوابط إلى إنشاء هاميلتوني على الشكل التالي: $H_{I}^{i}=\hbar \Omega /2(S_{+}\exp(i\phi )+S_{-}\exp(-i\phi ))$ . هنا، $S_{+}$ و $S_{-}$ هما عاملان لرفع وخفض الدوران (انظر عامل السلم ). هذه الدورانات هي اللبنات الأساسية العالمية لبوابات الكيوبت المفردة في الحوسبة الكمومية. ^{[ 1 ]}

للحصول على الهاميلتوني الخاص بتفاعل الأيون مع الليزر، يُطبَّق نموذج جاينز-كامينغز . وبمجرد إيجاد الهاميلتوني، يمكن اشتقاق صيغة العملية الوحدوية التي تُجرى على الكيوبت باستخدام مبادئ التطور الزمني الكمومي. على الرغم من أن هذا النموذج يستخدم تقريب الموجة الدوارة ، إلا أنه أثبت فعاليته لأغراض الحوسبة الكمومية للأيونات المحصورة. ^{[ 1 ]}

بوابات تشابك ثنائية الكيوبت

إلى جانب بوابة NOT المتحكم بها التي اقترحها سيراك وزولر عام 1995، تم اقتراح العديد من المخططات المكافئة، ولكن الأكثر متانة، وتطبيقها تجريبياً منذ ذلك الحين. وقد أظهرت دراسات نظرية حديثة أجراها كل من ج. ج. غارسيا-ريبول، وسيراك، وزولر، أنه لا توجد قيود جوهرية على سرعة بوابات التشابك، إلا أن البوابات في هذا النطاق النبضي (أسرع من ميكروثانية واحدة) لم يتم إثباتها تجريبياً بعد. وقد تجاوزت دقة هذه التطبيقات 99%. ^{[ 14 ]}

تصميمات مصائد قابلة للتطوير

يجب أن تكون الحواسيب الكمومية قادرة على تهيئة وتخزين ومعالجة العديد من الكيوبتات في آنٍ واحد لحل مسائل حسابية معقدة. مع ذلك، وكما ذُكر سابقًا، لا يمكن تخزين سوى عدد محدود من الكيوبتات في كل مصيدة مع الحفاظ على قدراتها الحسابية. لذا، من الضروري تصميم مصائد أيونية مترابطة قادرة على نقل المعلومات من مصيدة إلى أخرى. يمكن فصل الأيونات من منطقة التفاعل نفسها إلى مناطق تخزين منفصلة، ثم إعادة تجميعها دون فقدان المعلومات الكمومية المخزنة في حالاتها الداخلية. كما يمكن جعل الأيونات تنعطف عند نقطة التقاء على شكل حرف "T"، مما يسمح بتصميم مصفوفة مصائد ثنائية الأبعاد. وقد استُخدمت تقنيات تصنيع أشباه الموصلات أيضًا لإنتاج الجيل الجديد من المصائد، مما جعل "مصيدة الأيونات على شريحة" حقيقة واقعة. ومن الأمثلة على ذلك جهاز اقتران الشحنة الكمومي (QCCD) الذي صممه د. كيلبينسكي، وكريستوفر مونرو ، وديفيد ج. واينلاند . ^{[ 15 ]} تشبه أجهزة QCCD متاهات من الأقطاب الكهربائية ذات مناطق مخصصة لتخزين ومعالجة الكيوبتات.

يُمكن للجهد الكهربائي المتغير الناتج عن الأقطاب الكهربائية أن يحبس الأيونات في مناطق محددة وأن ينقلها عبر قنوات النقل، مما يُغني عن الحاجة إلى حصر جميع الأيونات في مصيدة واحدة. تُعزل الأيونات الموجودة في منطقة ذاكرة QCCD عن أي عمليات، وبالتالي تُحفظ المعلومات المُخزنة في حالاتها لاستخدامها لاحقًا. تُطبق البوابات، بما في ذلك تلك التي تُشابك حالتين أيونيتين، على الكيوبتات في منطقة التفاعل بالطريقة الموصوفة سابقًا في هذه المقالة. ^{[ 15 ]}

فقدان الترابط في المصائد القابلة للتوسع

عندما يُنقل أيون بين مناطق في مصيدة مترابطة ويتعرض لمجال مغناطيسي غير منتظم، قد يحدث فقدان الترابط الكمومي على شكل المعادلة أدناه (انظر تأثير زيمان ). ^{[ 15 ]} يُغير هذا فعليًا الطور النسبي للحالة الكمومية. تشير الأسهم لأعلى ولأسفل إلى حالة تراكب عامة للكيوبت، وفي هذه الحالة، الحالة الأرضية والحالة المثارة للأيون.

$\left|\uparrow \right\rangle +\left|\downarrow \right\rangle \longrightarrow \exp(i\alpha )\left|\uparrow \right\rangle +\left|\downarrow \right\rangle$

قد تنشأ أطوار نسبية إضافية نتيجةً لحركات فيزيائية للمصيدة أو وجود مجالات كهربائية غير مقصودة. إذا تمكن المستخدم من تحديد المعامل α، فسيكون حساب هذا التفكك الكمي بسيطًا نسبيًا، نظرًا لوجود عمليات معلومات كمومية معروفة لتصحيح الطور النسبي. ^{[ 1 ]} مع ذلك، ولأن قيمة α الناتجة عن التفاعل مع المجال المغناطيسي تعتمد على المسار، فإن المشكلة بالغة التعقيد. وبالنظر إلى الطرق المتعددة التي يمكن من خلالها إدخال تفكك الطور النسبي في مصيدة أيونية، فإن إعادة تصور حالة الأيون في أساس جديد يقلل من التفكك الكمي قد يكون وسيلةً للتخلص من هذه المشكلة.

إحدى طرق مكافحة فقدان الترابط الكمومي هي تمثيل الحالة الكمومية في أساس جديد يسمى الفضاءات الفرعية الخالية من فقدان الترابط ، أو DFS، باستخدام حالات أساسية. $\left|\uparrow \downarrow \right\rangle$ و $\left|\downarrow \uparrow \right\rangle$ . إن فضاء DFS هو في الواقع فضاء فرعي لحالتي أيون، بحيث إذا اكتسب كلا الأيونين نفس الطور النسبي، فإن الحالة الكمومية الكلية في فضاء DFS لن تتأثر. ^{[ 15 ]}

التحديات

تُحقق الحواسيب الكمومية ذات الأيونات المحصورة نظريًا جميع معايير دي فينسينزو للحوسبة الكمومية، إلا أن تطبيق هذا النظام قد يكون بالغ الصعوبة. وتتمثل التحديات الرئيسية التي تواجه الحوسبة الكمومية ذات الأيونات المحصورة في تهيئة الحالات الحركية للأيون، وقصر أعمار حالات الفونون نسبيًا. ^{[ 1 ]} كما يُعدّ التخلص من فقدان الترابط الكمومي أمرًا صعبًا، وينتج عن تفاعل الكيوبتات مع البيئة الخارجية بشكل غير مرغوب فيه. ^{[ 3 ]}

تنفيذ بوابة CNOT

تُعدّ بوابة NOT المُتحكَّم بها عنصرًا أساسيًا في الحوسبة الكمومية، إذ يُمكن إنشاء أي بوابة كمومية من خلال دمج بوابات CNOT مع دوران الكيوبت الواحد. ^{[ 11 ]} ولذلك، من المهم أن يتمكن الحاسوب الكمومي ذو الأيونات المحصورة من أداء هذه العملية من خلال استيفاء المتطلبات الثلاثة التالية.

أولاً، يجب أن يكون الكمبيوتر الكمومي للأيونات المحصورة قادراً على إجراء عمليات دوران عشوائية على الكيوبتات، والتي تمت مناقشتها بالفعل في قسم "دوران الكيوبت الواحد العشوائي" .

المكون التالي لبوابة CNOT هو بوابة قلب الطور المتحكم بها، أو بوابة Z المتحكم بها (انظر بوابة المنطق الكمومي ). في الحاسوب الكمومي ذي الأيونات المحصورة، تعمل حالة فونون مركز الكتلة ككيوبت تحكم، بينما تعمل حالة الدوران الذري الداخلي للأيون ككيوبت عامل. وبالتالي، سينقلب طور الكيوبت العامل إذا كان كيوبت الفونون في الحالة Δ. $|1\rangle$ .

وأخيرًا، يجب تنفيذ بوابة تبديل، تعمل على كل من حالة الأيون وحالة الفونون. ^{[ 1 ]}

تم تقديم مخططين بديلين لتمثيل بوابات CNOT في كتاب مايكل نيلسن وإسحاق تشوانغ " الحوسبة الكمومية والمعلومات الكمومية" وكتاب سيراك وزولر " الحوسبة الكمومية باستخدام الأيونات المحصورة الباردة" . ^{[ 1 ]}^{[ 3 ]}

مراجع

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 نيلسن، مايكل أ. (2010). الحوسبة الكمومية والمعلومات الكمومية . تشوانغ، إسحاق ل.، 1968– ( طبعة الذكرى العاشرة). كامبريدج: مطبعة جامعة كامبريدج. ISBN 978-1-107-00217-3. OCLC 665137861 .
↑ موسى، إس. أ.؛ بالدوين، سي. إتش.؛ ألمان، إم. إس.؛ أنكونا، آر.؛ أسكارونز، إل.؛ بارنز، سي.؛ بارتولوتّا، ج.؛ بيورك، بي.؛ بلانشارد، بي.؛ بون، إم.؛ بونيت، جيه. جي.؛ براون، إن. سي.؛ بورديك، إن. كيو.؛ بيرتون، دبليو. سي.؛ كامبل، إس. إل. (18-12-2023). "معالج كمي للأيونات المحصورة على شكل مسار سباق" . مجلة Physical Review X. 13 ( 4) 041052. arXiv : 2305.03828 . doi : 10.1103/PhysRevX.13.041052 . ISSN 2160-3308 .
1 2 3 سيراك، جي آي؛ زولر، ب. (15-05-1995). "الحسابات الكمومية باستخدام الأيونات المحصورة الباردة". رسائل المراجعة الفيزيائية . 74 (20): 4091-4094 . رمز Bibcode : 1995PhRvL..74.4091C . doi : 10.1103/physrevlett.74.4091 . ISSN 0031-9007 . PMID 10058410 .
1 2 بوجوريلوف، آي؛ فيلدكر، T.؛ مارسينياك، ش. د. بوستلر، L.؛ يعقوب، ج. كريجلستينر، O .؛ بودليسنيك، V.؛ ميث، م. نيجنيفيتسكي، V.؛ ستادلر، م. هوفر، ب. واشتر، C .؛ لاكمانسكي، ك. بلات، ر. شندلر، ب. مونز، ت. (17 يونيو 2021). "موضح الحوسبة الكمومية المدمجة لمصيدة الأيونات" . بي آر إكس الكم . 2 (2) 020343. أرخايف : 2101.11390 . بيب كود : 2021PRXQ....2b0343P . دوى : 10.1103/PRXQuantum.2.020343 . S2CID 231719119. مؤرشف من الأصل بتاريخ 11 يوليو 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 يوليو 2021 .
↑ «الحواسيب الكمومية هي الأصغر على الإطلاق، بحسب علماء الفيزياء» . عالم الفيزياء . 7 يوليو 2021. مؤرشف من الأصل في 11 يوليو 2021. تم الاطلاع عليه في 11 يوليو 2021 .
↑ «جائزة نوبل في الفيزياء 1989» . مؤرشف من الأصل بتاريخ 16 ديسمبر 2005. تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 يونيو 2005 .
↑ "مقدمة في الحوسبة الكمومية باستخدام مصائد الأيونات | قسم الفيزياء، جامعة أكسفورد" . www2.physics.ox.ac.uk . مؤرشف من الأصل بتاريخ ١٢ نوفمبر ٢٠١٨. تم الاطلاع عليه بتاريخ ٥ نوفمبر ٢٠١٨ .
↑ واكي، آي.؛ كاسنر، إس.؛ بيركل، جي.؛ والثر، إتش. (30 مارس 1992). "ملاحظة البنى المنتظمة للأيونات المبردة بالليزر في حلقة تخزين رباعية الأقطاب" . مجلة Physical Review Letters ، 68 (13): 2007-2010 . Bibcode : 1992PhRvL..68.2007W . doi : 10.1103/PhysRevLett.68.2007 . PMID 10045280 .
↑ رايزن، إم جي؛ جيليجان، جي إم؛ بيركويست، جي سي؛ إيتانو، دبليو إم؛ واينلاند، دي جي (1 مايو 1992). "البلورات الأيونية في مصيدة بول الخطية" . مجلة Physical Review A. 45 ( 9): 6493-6501 . Bibcode : 1992PhRvA..45.6493R . doi : 10.1103/PhysRevA.45.6493 . PMID 9907772 .
1 2 بيركل، ج.؛ كاسنر، س.؛ والثر، هـ. (28 مايو 1992). "بنى متعددة الأغلفة لأيونات 24Mg+ المبردة بالليزر في حلقة تخزين رباعية الأقطاب". نيتشر . 357 (6376): 310-313 . doi : 10.1038/357310a0 .
1 2 3 4 بلينوف، ب؛ ليبفريد، د؛ مونرو، س؛ وينلاند، د (2004). "الحوسبة الكمومية باستخدام كيوبتات فائقة الدقة للأيونات المحصورة". معالجة المعلومات الكمومية . 3 ( 1-5 ): 45-59 . doi : 10.1007/s11128-004-9417-3 . hdl : 2027.42/45527 . S2CID 22586758 .
↑ شيندلر، فيليب؛ نيغ، دانيال؛ مونز، توماس؛ باريرو، خوليو ت.؛ مارتينيز، إستيبان؛ وانغ، شانون إكس.؛ ستيفان كوينت؛ براندل، ماتياس ف.؛ نيبندال، فولكمار (2013). "معالج معلومات كمومي باستخدام أيونات محصورة" . مجلة الفيزياء الجديدة . 15 (12) 123012. arXiv : 1308.3096 . Bibcode : 2013NJPh...15l3012S . doi : 10.1088/1367-2630/15/12/123012 . ISSN 1367-2630 . S2CID 55746874. مؤرشف من الأصل في 27 أكتوبر 2021 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2018-12-04 .
↑ آن، فانغزهاو أليكس؛ رانسفورد، أنتوني؛ شافير، أندرو؛ سلتن، لوكاس ر.؛ غيبلر، جون؛ هوستيتر، جيمس؛ فيتوريني، غراهام (19-09-2022). "تحضير وقياس حالة عالية الدقة لكيوبتات أيونية فائقة الدقة مع $I>\frac{1}{2}$" . رسائل المراجعة الفيزيائية . 129 (13) 130501. arXiv : 2203.01920 . doi : 10.1103/PhysRevLett.129.130501 . PMID 36206427. S2CID 252391492 .
↑ غارسيا-ريبول، جيه جيه؛ زولر، بي؛ سيراك، جيه آي (7 أكتوبر 2003). "بوابات ثنائية الكيوبت سريعة وقوية للحوسبة الكمومية القابلة للتطوير باستخدام مصائد الأيونات". رسائل المراجعة الفيزيائية . 91 (15) 157901. arXiv : quant-ph/0306006 . doi : 10.1103/PhysRevLett.91.157901 . PMID 14611499. S2CID 119414046 .
1 2 3 4 كيلبينسكي، د.؛ مونرو، س.؛ وينلاند، د. ج. (يونيو 2002). "بنية حاسوب كمومي واسع النطاق يعمل بتقنية مصيدة الأيونات" ( ملف PDF) . مجلة نيتشر . 417 (6890): 709-711 . رمز Bibcode : 2002Natur.417..709K . doi : 10.1038/nature00784 . hdl : 2027.42/62880 . ISSN 0028-0836 . PMID 12066177. S2CID 4347109. مؤرشف من الأصل بتاريخ 27 أكتوبر 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 سبتمبر 2019 .

مصادر إضافية

وينلاند، دي جيه؛ مونرو، سي؛ إيتانو، دبليو إم؛ ليبفريد، دي؛ كينغ، بي إي؛ ميكهوف، دي إم (1998). "قضايا تجريبية في التلاعب المتماسك بالحالة الكمومية للأيونات الذرية المحصورة" . مجلة البحوث للمعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا . 103 (3): 259-328 . arXiv : quant-ph/9710025 . doi : 10.6028 / jres.103.019 . PMC 4898965. PMID 28009379 .
ليبفريد، د؛ بلات، ر؛ مونرو، س؛ وينلاند، د (2003). "الديناميكا الكمومية للأيونات المفردة المحصورة". مراجعات الفيزياء الحديثة . 75 (1): 281-324 . Bibcode : 2003RvMP...75..281L . doi : 10.1103/revmodphys.75.281 .
ستين، أ. (1997). "معالج المعلومات الكمومية في مصيدة الأيونات". الفيزياء التطبيقية ب . 64 (6): 623-643 . arXiv : quant-ph/9608011 . Bibcode : 1996ApPhB..64..623S . doi : 10.1007/s003400050225 . S2CID 2061791 .
مونرو، سي.؛ وآخرون (1995). "عرض توضيحي لبوابة منطقية كمومية أساسية" . مجلة Physical Review Letters ، 75 (25): 4714-4717 . Bibcode : 1995PhRvL..75.4714M . doi : 10.1103/physrevlett.75.4714 . PMID : 10059979 .
فريديناور، أ.؛ شميتز، H .؛ جلوكيرت، جي تي؛ بوراس، د.؛ شيتز، ت. (2008). "محاكاة المغناطيس الكمومي مع الأيونات المحتجزة" . فيزياء الطبيعة . 4 (10): 757–761 . بيب كود : 2008NatPh...4..757F . دوى : 10.1038 / nphys1032 .
موهرينغ، د. ل.؛ ماونز، ب.؛ أولمشنك، س.؛ يونغ، ك. س.؛ ماتسوكيفيتش، د. ن.؛ دوان، ل. م.؛ مونرو، س. (2007). "تشابك البتات الكمومية أحادية الذرة عن بُعد". مجلة نيتشر . 449 (7158): 68-71 . Bibcode : 2007Natur.449...68M . doi : 10.1038/nature06118 . hdl : 2027.42/62780 . PMID: 17805290. S2CID : 19624141 .
ستيك، د.؛ هينسينجر، و.ك.؛ أولمشينك، س.؛ مادسن، م.ج.؛ شواب، ك.؛ مونرو، س. (2006). "مصيدة أيونية في شريحة أشباه موصلات". مجلة نيتشر فيزيكس . 2 (1): 36-39 . arXiv : quant-ph/0601052 . Bibcode : 2006NatPh...2...36S . doi : 10.1038/nphys171 . S2CID 5419269 .
ليبفريد، د.؛ نيل، إي. سايدلين، س.؛ بريتون، J .؛ بلاكستاد، ر.ب. شيافيريني، J .؛ هيوم، ديسيبل؛ إيتانو، WM؛ جوست، دينار؛ لانجر، سي. أوزيري، ر. رايشل، ر. واينلاند، دي جي (2005). “إنشاء حالة” قطة شرودنغر “ستة ذرات”. طبيعة . 438 (7068): 639–642 . بيب كود : 2005Natur.438..639L . دوى : 10.1038 / طبيعة04251 . بميد 16319885 . S2CID 4370887 .
هافنر، H .؛ هانسيل، دبليو؛ روس، قوات التحالف؛ بينهيلم، J .؛ تشيك الكار، د.؛ تشوالا، م.؛ كوربر، T.؛ رابول، أود؛ ريبي، م.؛ شميدت، ص. بيشر، C .؛ غوهن، O.؛ دور، دبليو. بلات، ر. (2005). “تشابك متعدد الجسيمات قابل للتطوير للأيونات المحاصرة”. طبيعة . 438 (7068): 643–646 . أرخايف : quant-ph/0603217 . بيب كود : 2005Natur.438..643H . دوى : 10.1038 / طبيعة04279 . بميد 16319886 . S2CID 4411480 .
تشيافيريني، ج.؛ بريتون، ج.؛ ليبفريد، د.؛ نيل، إ.؛ باريت، م.د.؛ بلاكيستاد، ر.ب.؛ إيتانو، و.م.؛ جوست، ج.د.؛ لانجر، س.؛ أوزيري، ر.؛ شاتز، ت.؛ وينلاند، د.ج. (2005). "تطبيق تحويل فورييه الكمي شبه الكلاسيكي في نظام قابل للتوسع". مجلة ساينس . 308 (5724): 997-1000 . Bibcode : 2005Sci...308..997C . doi : 10.1126/science.1110335 . PMID 15890877. S2CID 15550997 .
بلينوف، ب.ب.؛ موهرينغ، د.ل.؛ دوان، ل.م.؛ مونرو، س. (2004). "ملاحظة التشابك بين ذرة محصورة واحدة وفوتون واحد" (ملف PDF) . مجلة نيتشر . 428 (6979): 153-157 . Bibcode : 2004Natur.428..153B . doi : 10.1038/nature02377 . hdl : 2027.42/62924 . PMID: 15014494. S2CID : 4314514 .
تشيافيريني، ج.؛ ليبريد، د.؛ شاتز، ت.؛ باريت، م.د.؛ بلاكيستاد، ر.ب.؛ بريتون، ج.؛ إيتانو، و.م.؛ جوست، ج.د.؛ نيل، إ.؛ لانجر، س.؛ أوزيري، ر.؛ وينلاند، د.ج. (2004). "تحقيق تصحيح الأخطاء الكمومية". مجلة نيتشر . 432 (7017): 602-605 . رمز Bibcode : 2004Natur.432..602C . doi : 10.1038/nature03074 . PMID 15577904. S2CID 167898 .
ريبي، م.؛ هافنر، H .؛ روس، قوات التحالف؛ هانسيل، دبليو؛ بينهيلم، J .؛ لانكستر، جي بي تي؛ كوربر، TW. بيشر، C .؛ شميدت كالر، F.؛ جيمس، دف؛ بلات، ر. (2004). “النقل الكمي الحتمي مع الذرات”. طبيعة . 429 (6993): 734–737 . بيب كود : 2004Natur.429..734R . دوى : 10.1038 / طبيعة 02570 . بميد 15201903 . S2CID 4397716 .
باريت، دكتور في الطب؛ تشيافيريني، ج.؛ شاتز، ت.؛ بريتون، ج.؛ إيتانو، و.م.؛ جوست، ج.د.؛ نيل، إ.؛ لانجر، س.؛ ليبفريد، د.؛ أوزيري، ر.؛ وينلاند، د.ج. (2004). "النقل الكمي الحتمي للكيوبتات الذرية". مجلة نيتشر . 429 (6993): 737-739 . Bibcode : 2004Natur.429..737B . doi : 10.1038/nature02608 . PMID 15201904. S2CID 1608775 .
روس، سي إف؛ ريبي، إم؛ هافنر، إتش؛ هانسل، دبليو؛ بنهلم، جيه؛ لانكستر، جي بي تي؛ بيشر، سي؛ شميدت-كالر، إف؛ بلات، آر. (2004). "التحكم في حالة التشابك لثلاثة كيوبتات وقياسها". مجلة ساينس . 304 (5676): 1478-1480 . رمز Bibcode : 2004Sci...304.1478R . doi : 10.1126/science.1097522 . PMID 15178795. S2CID 12020439 .

[:0-1] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 نيلسن، مايكل أ. (2010). الحوسبة الكمومية والمعلومات الكمومية . تشوانغ، إسحاق ل.، 1968– ( طبعة الذكرى العاشرة). كامبريدج: مطبعة جامعة كامبريدج. ISBN 978-1-107-00217-3. OCLC 665137861 .

[2] موسى، إس. أ.؛ بالدوين، سي. إتش.؛ ألمان، إم. إس.؛ أنكونا، آر.؛ أسكارونز، إل.؛ بارنز، سي.؛ بارتولوتّا، ج.؛ بيورك، بي.؛ بلانشارد، بي.؛ بون، إم.؛ بونيت، جيه. جي.؛ براون، إن. سي.؛ بورديك، إن. كيو.؛ بيرتون، دبليو. سي.؛ كامبل، إس. إل. (18-12-2023). "معالج كمي للأيونات المحصورة على شكل مسار سباق" . مجلة Physical Review X. 13 ( 4) 041052. arXiv : 2305.03828 . doi : 10.1103/PhysRevX.13.041052 . ISSN 2160-3308 .

[:1-3] 1 2 3 سيراك، جي آي؛ زولر، ب. (15-05-1995). "الحسابات الكمومية باستخدام الأيونات المحصورة الباردة". رسائل المراجعة الفيزيائية . 74 (20): 4091-4094 . رمز Bibcode : 1995PhRvL..74.4091C . doi : 10.1103/physrevlett.74.4091 . ISSN 0031-9007 . PMID 10058410 .

[10.1103/PRXQuantum.2.020343-4] 1 2 بوجوريلوف، آي؛ فيلدكر، T.؛ مارسينياك، ش. د. بوستلر، L.؛ يعقوب، ج. كريجلستينر، O .؛ بودليسنيك، V.؛ ميث، م. نيجنيفيتسكي، V.؛ ستادلر، م. هوفر، ب. واشتر، C .؛ لاكمانسكي، ك. بلات، ر. شندلر، ب. مونز، ت. (17 يونيو 2021). "موضح الحوسبة الكمومية المدمجة لمصيدة الأيونات" . بي آر إكس الكم . 2 (2) 020343. أرخايف : 2101.11390 . بيب كود : 2021PRXQ....2b0343P . دوى : 10.1103/PRXQuantum.2.020343 . S2CID 231719119. مؤرشف من الأصل بتاريخ 11 يوليو 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 يوليو 2021 .

[5] «الحواسيب الكمومية هي الأصغر على الإطلاق، بحسب علماء الفيزياء» . عالم الفيزياء . 7 يوليو 2021. مؤرشف من الأصل في 11 يوليو 2021. تم الاطلاع عليه في 11 يوليو 2021 .

[PaulNobel-6] «جائزة نوبل في الفيزياء 1989» . مؤرشف من الأصل بتاريخ 16 ديسمبر 2005. تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 يونيو 2005 .

[7] "مقدمة في الحوسبة الكمومية باستخدام مصائد الأيونات | قسم الفيزياء، جامعة أكسفورد" . www2.physics.ox.ac.uk . مؤرشف من الأصل بتاريخ ١٢ نوفمبر ٢٠١٨. تم الاطلاع عليه بتاريخ ٥ نوفمبر ٢٠١٨ .

[8] واكي، آي.؛ كاسنر، إس.؛ بيركل، جي.؛ والثر، إتش. (30 مارس 1992). "ملاحظة البنى المنتظمة للأيونات المبردة بالليزر في حلقة تخزين رباعية الأقطاب" . مجلة Physical Review Letters ، 68 (13): 2007-2010 . Bibcode : 1992PhRvL..68.2007W . doi : 10.1103/PhysRevLett.68.2007 . PMID 10045280 .

[9] رايزن، إم جي؛ جيليجان، جي إم؛ بيركويست، جي سي؛ إيتانو، دبليو إم؛ واينلاند، دي جي (1 مايو 1992). "البلورات الأيونية في مصيدة بول الخطية" . مجلة Physical Review A. 45 ( 9): 6493-6501 . Bibcode : 1992PhRvA..45.6493R . doi : 10.1103/PhysRevA.45.6493 . PMID 9907772 .

[multishell-10] 1 2 بيركل، ج.؛ كاسنر، س.؛ والثر، هـ. (28 مايو 1992). "بنى متعددة الأغلفة لأيونات 24Mg+ المبردة بالليزر في حلقة تخزين رباعية الأقطاب". نيتشر . 357 (6376): 310-313 . doi : 10.1038/357310a0 .

[:12-11] 1 2 3 4 بلينوف، ب؛ ليبفريد، د؛ مونرو، س؛ وينلاند، د (2004). "الحوسبة الكمومية باستخدام كيوبتات فائقة الدقة للأيونات المحصورة". معالجة المعلومات الكمومية . 3 ( 1-5 ): 45-59 . doi : 10.1007/s11128-004-9417-3 . hdl : 2027.42/45527 . S2CID 22586758 .

[12] شيندلر، فيليب؛ نيغ، دانيال؛ مونز، توماس؛ باريرو، خوليو ت.؛ مارتينيز، إستيبان؛ وانغ، شانون إكس.؛ ستيفان كوينت؛ براندل، ماتياس ف.؛ نيبندال، فولكمار (2013). "معالج معلومات كمومي باستخدام أيونات محصورة" . مجلة الفيزياء الجديدة . 15 (12) 123012. arXiv : 1308.3096 . Bibcode : 2013NJPh...15l3012S . doi : 10.1088/1367-2630/15/12/123012 . ISSN 1367-2630 . S2CID 55746874. مؤرشف من الأصل في 27 أكتوبر 2021 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2018-12-04 .

[13] آن، فانغزهاو أليكس؛ رانسفورد، أنتوني؛ شافير، أندرو؛ سلتن، لوكاس ر.؛ غيبلر، جون؛ هوستيتر، جيمس؛ فيتوريني، غراهام (19-09-2022). "تحضير وقياس حالة عالية الدقة لكيوبتات أيونية فائقة الدقة مع $I>\frac{1}{2}$" . رسائل المراجعة الفيزيائية . 129 (13) 130501. arXiv : 2203.01920 . doi : 10.1103/PhysRevLett.129.130501 . PMID 36206427. S2CID 252391492 .

[14] غارسيا-ريبول، جيه جيه؛ زولر، بي؛ سيراك، جيه آي (7 أكتوبر 2003). "بوابات ثنائية الكيوبت سريعة وقوية للحوسبة الكمومية القابلة للتطوير باستخدام مصائد الأيونات". رسائل المراجعة الفيزيائية . 91 (15) 157901. arXiv : quant-ph/0306006 . doi : 10.1103/PhysRevLett.91.157901 . PMID 14611499. S2CID 119414046 .

[:02-15] 1 2 3 4 كيلبينسكي، د.؛ مونرو، س.؛ وينلاند، د. ج. (يونيو 2002). "بنية حاسوب كمومي واسع النطاق يعمل بتقنية مصيدة الأيونات" ( ملف PDF) . مجلة نيتشر . 417 (6890): 709-711 . رمز Bibcode : 2002Natur.417..709K . doi : 10.1038/nature00784 . hdl : 2027.42/62880 . ISSN 0028-0836 . PMID 12066177. S2CID 4347109. مؤرشف من الأصل بتاريخ 27 أكتوبر 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 سبتمبر 2019 .

[ 2 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

اللغة	العربية (RTL)
روابط موسوعية	30 رابطاً
المصدر الأصلي	ويكيبيديا ↗