Проигравшие в гонке квантовые компьютеры и их роковые ошибки

[Goron_Dekar]

Читая про квантовые компьютеры меня начинает посещать ощущение, что классическая электроника становится чем-то вроде кинематических механизмов на рубеже 20 века.

[balamutang]

Ну может оно так когда то и будет, когда в массовом производстве будут дисплеи из цельного куска стекла, в которые данные поступают по оптоволокну. А пока сейчас это еще совсем в зародыше, однокристалльные арифмометры, которые могут делать одну задачу

[Goron_Dekar]

Ну электроника на рубеже прошлого века представляла реле и телеграфные ключи, и даже АТС работала в ручном режиме, с телефонисткой.

[Victor_koly]

в состояние с чрезвычайно высокой энергией.

Все же энергия там не «чрезвычайно высокая» а «растет почти до 0». А вот радиус орбиты растет сильно.

[Ququmber]

У ионных систем есть проблема — масштабируемость. Все ловушки одномерные, в ловушке нельзя удержать более десятков или сотен ионов. Чтобы отмасштабироваться дальше, нужно много таких ловушек, а соединять их можно, в принципе, фотонными интерконнекторами. Однако все это в зачаточном состоянии. Альтернатива — пытаться делать двумерные массивы, но тут тоже в зачаточном состоянии.

С фотонами еще хуже — они напрямую не взаимодействуют. Тут глобальные проблемы. Поэтому для масштабируемых систем нужны какие-то тектонические сдвиги в смежных областях. Например, заставить их сильно взаимодействовать через отдельные атомы, ионы или кубиты.

Со сверхпроводниками проще, но основной проблемой вскоре станет огромное число проводов для управления многокубитными системами. Тут тоже нужно что-то новенькое.

Сейчас есть успехи в полупроводах — кубиты делают на квантовых точках. Может быть серьезный прогресс в ближайшие годы.

[a5b]

Фотонные квантовые компьютеры строятся на основе https://en.wikipedia.org/wiki/Linear_optical_quantum_computing с использованием схемы https://en.wikipedia.org/wiki/KLM_protocol. KLM протокол построен на взаимодействии единичных фотонов в линейной оптике — Эффекте Хонга — У — Мандела — https://en.wikipedia.org/wiki/Hong%E2%80%93Ou%E2%80%93Mandel_effect — два идентичных фотона, пришедших на светоделитель с разных сторон деструктивно интерферируют в 2 из 4 возможных исходов, и выходят из светоделителя исключительно в виде пар с какой-либо одной стороны.
LOQC (линейно-оптические кв.комп.) используют двухкубитные операции на основе KLM с применением вспомогательных фотонов и детекторов; для работы операций требуется пост-выбор — изменение работы схемы на базе сигналов с детекторов (пример вентиля cnot и его работы — https://arxiv.org/pdf/quant-ph/0512071.pdf стр 11 "Experimental demonstration of the CNOT gate byPittman et al. (2003"). Физически LOQC требуют высококачественные однофотонные источники и детекторы. У LOQC, как я понимаю, остаются проблемы с масштабированием (Complete architectures for LOQC still need to be developed and hard bounds on the required performance of photonic components have to be investigated theoretically).

[Ququmber]

Да это все понятно. Потому и написал: «для масштабируемых систем». Если каждый двухкубитный гейт срабатывает лишь с какой-то вероятноятностью, то нужно экспоненциально много запусков машины.