Each feature of Qubi mimics a feature of real-world qubits.
Die Richtung des Punktes
Der Punkt kann in jede beliebige Richtung um den Qubi zeigen.
Die Spin-Richtung
Ionen wie Ytterbium+, Barium+ oder Cäsium+ werden mit elektrischen Feldern in der Schwebe gehalten. Jedes besitzt ein Valenzelektron, das wie ein winziger Magnet wirkt. Es hat einen Nordpol, den wir „Spin“ nennen. Der Spin kann in jede beliebige Richtung um das Elektron zeigen.
Eine Ionenfalle, die die Levitation kleiner Staubpartikel zeigt.
WikipediaEin Schütteln offenbart die Richtung des Punktes
Achte darauf, in einer geraden Linie zu schütteln, ohne zu sehr zu drehen oder zu verdrehen.
Ein Laser offenbart die Spin-Richtung
Die Richtung des Spins wird mit einem speziellen Laser gemessen. Wenn der Laser auf das Elektron gerichtet wird, absorbiert das Elektron den Laser nur, wenn sein Spin nach oben zeigt. Wenn das Elektron ein Photon des Lasers absorbiert hat, muss es dieses irgendwann wieder abgeben - dann beginnt es auf dem Film zu leuchten! So überprüfen wir, ob das Elektron zu leuchten beginnt, und erfahren, wohin der Spin zeigt.
Illustration eines Lasers, der auf ein Ion in einer Ionenfalle gerichtet ist.
WikipediaEin Schnipsen dreht die Richtung des Punktes
Schnipsen oder Drehen in verschiedene Richtungen dreht den Punkt in unterschiedliche Richtungen.
Ein Laser dreht die Spin-Richtung
Der Spin des Elektrons kann mit einem anderen speziellen Laser gedreht werden. Je nach Wellenlänge können diese Laser den Spin auf verschiedene Weise um das Elektron rotieren lassen.
Illustration eines Lasers, der auf ein Ion in einer Ionenfalle gerichtet ist.
WikipediaEin Anstoßen erzeugt verschränkte Punktrichtungen
Wir verwenden Bewegungssensoren, um zu erkennen, wann die Qubis aneinanderstoßen. Das Anstoßen der Qubis erzeugt Verschränkung zwischen den Punkten der beiden Qubis.
Zwei Laser verschränken die Spins
Zwei verschiedene Laser werden auf die beiden Elektronen gerichtet, die wir verschränken wollen. Wenn das erste Elektron nach oben zeigt, absorbiert es seinen Laser, was eine Mikrovibration in der gesamten Falle erzeugt. Wenn die Falle nun vibriert, übersetzt der zweite Laser diese Vibration in eine Umkehrung des zweiten Qubits! Dadurch entsteht Verschränkung zwischen den Elektronenspins.
Illustration von zwei Lasern in einer Ionenfalle.
WikipediaDer Regenbogen zeigt uns korrelierte Richtungen
Der Regenbogen zeigt uns genau, welche Richtungen auf dem Qubi korreliert sind, wenn sie verschränkt sind.
k.A.
In realen Qubits mit gefangenen Ionen gibt es keine solche Analogie - wir können Verschränkung in der realen Welt nicht sehen.
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