Each feature of Qubi mimics a feature of real-world qubits.
ドットの向き
ドットは Qubi の周りの任意の方向を向くことができます。
スピンの向き
イッテルビウム+、バリウム+、セシウム+ などのイオンは、電場によって浮遊させられます。それぞれが価電子を持ち、小さな磁石のように振る舞います。その電子には北極があり、これを「スピン」と呼びます。スピンは電子の周りの任意の方向を向くことができます。
小さな塵の粒子の浮遊を示すイオントラップ。
Wikipedia振るとドットの向きが分かります
ねじったり大きく回したりせず、まっすぐに振ってください。
レーザーでスピンの向きが分かります
スピンの向きは特殊なレーザーで測定されます。レーザーを電子に当てると、電子はスピンが上向きの場合にのみそのレーザーを吸収します。電子がレーザーの光子を吸収した場合、それをいつか放出しなければならないため、フィルム上で光り始めます！そこで、電子が光り始めるかどうかを確認することで、スピンがどちらを向いているかが分かります。
イオントラップ内のイオンにレーザーを当てているイラスト。
Wikipedia弾くとドットの向きが回ります
さまざまな方向に弾いたりひねったりすると、ドットがその方向に回転します。
レーザーでスピンの向きを回せます
電子のスピンは別の特殊なレーザーで回転させることができます。波長によって、これらのレーザーは電子の周りのスピンをさまざまな方法で回転させることができます。
イオントラップ内のイオンにレーザーを当てているイラスト。
Wikipediaぶつけるとドットの向きがもつれます
モーションセンサーで Qubi 同士がぶつかった瞬間を検出します。Qubi をぶつけ合うと、2つの Qubi のドットの間にもつれが生まれます。
2本のレーザーがスピンをもつれさせます
もつれさせたい2つの電子に、それぞれ異なる2本のレーザーを当てます。最初の電子が上を向いていれば、それは自分のレーザーを吸収し、トラップ全体に微小な振動を生み出します。トラップが振動すると、2本目のレーザーがその振動を2つ目の量子ビットの反転に変換します！これにより電子のスピン間にもつれが生まれます。
イオントラップ内の2本のレーザーのイラスト。
Wikipedia虹は相関した方向を示します
虹は、Qubi がもつれているときに、どの方向同士が相関しているかを正確に示します。
該当なし
実際の捕捉イオン量子ビットには類似の現象はありません。現実世界ではもつれを目で見ることはできません。
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