量子コンピュータのハードウェア
中性原子方式の量子コンピュータの説明として、正しいものはどれか。
- A光ピンセット(集光したレーザー光)で多数の原子を並べて保持し、原子をリュードベリ状態に励起したときの強い相互作用を使って2量子ビットゲートを行う
- B原子をシリコンの結晶に埋め込み、その原子核の電荷を電極で読み出す
- C原子は電荷をもたないので互いにまったく相互作用せず、2量子ビットゲートを行えない
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正解：A. 光ピンセット(集光したレーザー光)で多数の原子を並べて保持し、原子をリュードベリ状態に励起したときの強い相互作用を使って2量子ビットゲートを行う
中性原子方式では、真空中でレーザー冷却したルビジウムなどの原子を、集光したレーザー光(光ピンセット)で1個ずつ捕まえ、2次元などの配列に並べます。原子の2つのエネルギー準位を量子ビットにし、2量子ビットゲートには、電子の軌道が非常に大きいリュードベリ状態に原子を励起したときに生じる強い相互作用を使います。光ピンセットで原子を動かして並べ替えられるので、多数の量子ビットを柔軟につなげることが特長です。一方、捕まえた原子が失われることや、測定と並べ直しにかかる時間が課題です。
- A. 正しい。光ピンセットで並べ、リュードベリ状態の相互作用でゲートを行います。
- B. シリコンにリンなどの原子を埋め込むのはシリコンのスピン量子ビットの一方式で、使うのは主に電子や原子核のスピンです。
- C. ふだんの状態では相互作用は弱いですが、リュードベリ状態に励起すると強い相互作用が生じ、これを2量子ビットゲートに使います。