Qual è la rappresentazione fisica di un qubit?

Nei computer normali, i bit possono essere rappresentati fisicamente usando un'ampia varietà di dispositivi a due stati, come la polarità della magnetizzazione di una certa area di un film ferromagnetico o due livelli di carica elettrica in un condensatore.

Ma i qubit hanno una proprietà che possono essere in una sovrapposizione di entrambi gli stati allo stesso tempo. Ho visto le risposte a questa domanda , che spiegano come può essere rappresentato un qubit o modellato usando un normale computer.

Quindi voglio sapere cosa può essere utilizzato (ed è utilizzato da aziende come D-Wave) per rappresentare un qubit in un vero computer quantistico fisico?

Questa sezione su Wikipedia raccoglie i più importanti tentativi in ​​corso di implementare fisicamente i qubit.

Per implementare fisicamente un computer quantistico, vengono perseguiti molti candidati diversi, tra cui (distinto dal sistema fisico utilizzato per realizzare i qubit):

• Calcolo quantistico superconduttore (qubit implementato dallo stato dei piccoli circuiti superconduttori (giunzioni Josephson))

• Computer quantistico a ioni intrappolati (qubit implementato dallo stato interno degli ioni intrappolati)

• Reticolo ottico (qubit implementato da stati interni di atomi neutri intrappolati in un reticolo ottico)

• Quantum dot computer, basato su spin (es. Il computer quantistico Loss-DiVincenzo) (qubit dato dagli stati di spin degli elettroni intrappolati)

• Computer a punti quantici, basato sullo spazio (qubit dato dalla posizione dell'elettrone in doppio punto quantico)

• Risonanza magnetica nucleare su molecole in soluzione (NMR allo stato liquido) (qubit fornito dagli spin nucleari all'interno della molecola disciolta)

• Computer quantistici Kane NMR a stato solido (qubit realizzato dallo stato di spin nucleare di donatori di fosforo in silicio)

• Computer quantici a elettroni su elio (qubit è lo spin degli elettroni)

• Elettrodinamica quantistica della cavità (CQED) (qubit fornito dallo stato interno degli atomi intrappolati accoppiato alle cavità ad alta finezza)

• Magnete molecolare (qubit dato dagli stati di spin)

• Computer quantistico ESR a base di fullerene (qubit basato sulla rotazione elettronica di atomi o molecole racchiusi in fullereni)

• Computer quantico ottico lineare (qubit realizzati elaborando stati di diverse modalità di luce attraverso elementi lineari, ad esempio specchi, divisori di fascio e sfasatori)

• Computer quantistico a base di diamante (qubit realizzato mediante spin elettronico o nucleare di centri di vuoto di azoto nel diamante)

• Computer quantistico a base di condensa di Bose-Einstein

• Computer quantistico a transistor - computer quantistici a stringa con trascinamento di buchi positivi mediante una trappola elettrostatica

• Computer quantici basati su cristalli inorganici drogati con terre rare-metallo-ione (qubit realizzato dallo stato elettronico interno dei droganti nelle fibre ottiche)

• Computer quantistici basati su nanosfere di carbonio di tipo metallico

Il gran numero di candidati dimostra che l'argomento, nonostante i rapidi progressi, è ancora agli inizi. C'è anche una grande quantità di flessibilità.