量子コンピュータのハードウェア
超伝導方式とイオントラップ方式を比べた説明として、最も適切なものはどれか。
- A超伝導方式は量子ビットが原子そのものなので、製造のばらつきがまったくない
- B超伝導方式はゲートが速いが、量子ビットのつながりは主に隣どうしに限られる。イオントラップ方式はゲートが遅いが、同じトラップ内のイオンどうしを直接つなぎやすい
- Cイオントラップ方式は10 mK程度の希釈冷凍機が必須で、超伝導方式は室温で動作する
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正解：B. 超伝導方式はゲートが速いが、量子ビットのつながりは主に隣どうしに限られる。イオントラップ方式はゲートが遅いが、同じトラップ内のイオンどうしを直接つなぎやすい
超伝導方式の2量子ビットゲートは数十〜数百 ns程度と速い一方、量子ビットはチップ上の回路で結合するので、主に隣り合うものどうししかつながりません。イオントラップ方式のゲートは一般に数 µs〜数百 µs程度と、超伝導方式より2〜3桁遅いことが多いものの、同じトラップ内のイオンは共通の振動を通じて、任意の組み合わせでゲートを行えます。超伝導量子ビットは製造した回路なので、接合のわずかな違いで周波数がばらつきますが、イオンは同じ種類ならすべて同一です。超伝導方式には希釈冷凍機が、イオントラップ方式には超高真空とレーザーが必要です。
- A. 量子ビットが同一の原子であるのは、イオントラップ方式の特長です。超伝導量子ビットは製造した回路なので、周波数などがばらつきます。
- B. 正しい。ゲートの速さと、量子ビットのつながりやすさの兼ね合いがあります。
- C. 逆です。希釈冷凍機が必須なのは超伝導方式で、イオントラップ方式は超高真空とレーザー冷却を使います。