Hardware für Quantencomputer

Welche Aussage beschreibt einen Quantencomputer mit Ionenfallen richtig?

  1. AEr nutzt die Ladung von Elektronen, die unter einem Silizium-MOSFET eingeschlossen sind, als Qubits
  2. BEr verwendet weder Kryostat noch Vakuumanlage und hält die Ionen in Luft bei Raumtemperatur mit einem Luftstrom fest
  3. CEr nutzt elektronische Energieniveaus von Ionen, die im Vakuum durch elektrische Felder gehalten werden, als Qubits und steuert sie mit Lasern oder Mikrowellen
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Antwort: C. Er nutzt elektronische Energieniveaus von Ionen, die im Vakuum durch elektrische Felder gehalten werden, als Qubits und steuert sie mit Lasern oder Mikrowellen

In einem Ionenfallen-System werden Ionen wie Ytterbium oder Calcium im Vakuum schwebend aufgereiht, etwa durch hochfrequente elektrische Felder, die Elektroden erzeugen, und elektronische Energieniveaus der Ionen dienen als Qubits. Alle Ionen derselben Sorte haben identische Eigenschaften, daher gibt es keine Fertigungsstreuung, und lange Kohärenzzeiten und hohe Gatterfidelitäten sind Stärken dieses Ansatzes. Die Ionen teilen über die Coulomb-Kraft eine gemeinsame Schwingungsbewegung, sodass Zwei-Qubit-Gatter auch zwischen Ionen möglich sind, die keine Nachbarn sind. Andererseits sind die Gatter langsamer als bei supraleitenden Systemen, und die Zahl der Ionen, die sich in einer Falle aufreihen lassen, ist begrenzt; der Umgang mit vielen Ionen ist daher eine Herausforderung.

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