Принципиальная схема квантового компьютера.

По существу, чтобы построить квантовый компьютер, необходимо иметь алгоритм для осуществления следующих двух операций:

1). Суперпозиции состояний |0> и |1> любого кубита;

2). Контролируемого одним (“контролирующим”) кубитом преобразо-вания НЕ другого (“контролируемого “) кубита.

Принципиальная схема квантового компьютера представлена на рис. 12.2. Квантовую часть компьютера составляют n кубитов, для проведения

Рис. 12.2.

операций с которыми, к каждому из них может быть приложено селективное воздействие импульсами резонансного внешнего переменного поля. Включение генераторов полей и адресация их излучения на данный кубит осуществляется под управлением обычного (классического) компьютера.

До того как "запустить" вычислительный процесс на квантовом компьютере, все n кубитов должны быть приведены в состояние |0>. Эта процедура носит название "инициализация" и представляет собой далеко не тривиальную операцию. Если в качестве кубитов используются ядерные спины, для инициализации потребуется охлаждение до температур порядка I mK или поляризация спинов накачкой.

Ввод данных и исполнение алгоритма совершаются применением 1-кубитовых и 2-кубитовых вентилей и их эволюция представляется в виде последовательности по оси времени. По завершении алгоритма результат вычисления будет записан в конечном квантовом состоянии кубитов. Чтобы "считать" результат, необходимо провести квантовое измерение состояния кубитов. Квантовые алгоритмы решения сложных задач могут состоять из большого числа (~10⁹) операций (вентилей), выполняемых на компьютерах, содержащих ~10³ кубитов.