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양자 컴퓨터의 하드웨어

주파수 5 GHz(hf/k_B ≈ 0.24 K)인 큐비트가 유효 온도 50 mK의 열평형에 있을 때, |1⟩과 |0⟩에 있을 확률의 비 exp(−hf/k_B T)에 가장 가까운 것은?

  1. A약 0.0006%
  2. B약 0.8%
  3. C약 21%
정답과 해설 보기

정답: B. 약 0.8%

hf/k_B T = 0.24 K ÷ 0.05 K = 4.8이므로, 비는 exp(−4.8) ≈ 0.0082, 약 0.8%입니다. 냉동기의 온도가 10 mK 정도여도 배선으로 들어오는 잡음 등 때문에 큐비트의 유효 온도는 그보다 높아지는 경우가 있으며, 계산을 시작하기 전에 |1⟩에 남아 있는 비율이 초기화 오류가 됩니다. 그래서 측정으로 상태를 확인한 뒤 |0⟩으로 되돌리는 능동적 초기화가 쓰이기도 합니다. 온도를 20 mK로 하면 비는 약 6×10⁻⁶까지 내려가, 온도가 지수적으로 영향을 미친다는 것을 알 수 있습니다.

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