전기장 등으로 이온을 진공 중에 포획해 두는 장치, 또는 그것을 이용하는 양자 컴퓨터 방식. 이온의 전자 에너지 준위를 큐비트로 하고, 레이저나 마이크로파로 조작한다. 큐비트가 모두 동일하고 결맞음 시간이 길며 충실도가 높은 반면, 게이트는 초전도 방식보다 느리다.
일본어 명칭: イオントラップ
이온 트랩(Ion Trap)은(는) 양자 컴퓨터의 하드웨어 등 1개 분야의 연습 문제 2개에 나와요.
분야: 양자 컴퓨터의 하드웨어
정답: C. 진공 중에 전기장으로 포획한 이온의 전자 에너지 준위를 큐비트로 하고, 레이저나 마이크로파로 조작한다
이온 트랩 방식에서는 이터븀이나 칼슘 등의 이온을 전극이 만드는 고주파 전기장 등으로 진공 중에 띄워 늘어놓고, 이온의 전자 에너지 준위를 큐비트로 합니다. 같은 종류의 이온은 모두 같은 성질을 가지므로 제조 편차가 없고, 결맞음 시간이 길며 게이트 충실도가 높은 것이 장점입니다. 이온끼리는 쿨롱 힘으로 진동을 공유하므로, 떨어진 이온 사이에서도 2큐비트 게이트를 수행할 수 있습니다. 한편 게이트는 초전도 방식보다 느리고, 하나의 트랩에 늘어놓을 수 있는 이온의 수에도 한계가 있으므로, 많은 이온을 다루는 방법이 과제입니다.
정답: B. 초전도 방식은 게이트가 빠르지만, 큐비트의 연결은 주로 이웃끼리로 한정된다. 이온 트랩 방식은 게이트가 느리지만, 같은 트랩 안의 이온끼리를 직접 연결하기 쉽다
초전도 방식의 2큐비트 게이트는 수십~수백 ns 정도로 빠른 반면, 큐비트는 칩 위의 회로로 결합하므로 주로 이웃한 것끼리만 연결됩니다. 이온 트랩 방식의 게이트는 일반적으로 수 µs~수백 µs 정도로 초전도 방식보다 2~3자릿수 느린 경우가 많지만, 같은 트랩 안의 이온은 공통의 진동을 통해 임의의 조합으로 게이트를 수행할 수 있습니다. 초전도 큐비트는 제조한 회로이므로 접합의 미세한 차이로 주파수가 흩어지지만, 이온은 같은 종류라면 모두 동일합니다. 초전도 방식에는 희석 냉동기가, 이온 트랩 방식에는 초고진공과 레이저가 필요합니다.
이온 트랩 방식에서는 이터븀이나 칼슘 등의 이온을 전극이 만드는 고주파 전기장 등으로 진공 중에 띄워 늘어놓고, 이온의 전자 에너지 준위를 큐비트로 합니다.
이온 트랩 방식 양자 컴퓨터의 특징으로 올바른 것은?이온 트랩 방식의 게이트는 일반적으로 수 µs~수백 µs 정도로 초전도 방식보다 2~3자릿수 느린 경우가 많지만, 같은 트랩 안의 이온은 공통의 진동을 통해 임의의 조합으로 게이트를 수행할 수 있습니다.
초전도 방식과 이온 트랩 방식을 비교한 설명으로 가장 적절한 것은?큐비트(Qubit) 희석 냉동기(Dilution Refrigerator) 결어긋남(Decoherence) 쇼어 알고리즘(Shor's Algorithm) 스핀 큐비트(Spin Qubit) 양자 게이트(Quantum Gate) 양자 내성 암호(Post-Quantum Cryptography) 양자 얽힘(Quantum Entanglement) 양자 오류 정정(Quantum Error Correction) 양자 중첩(Quantum Superposition)