Sokaság alapú kvantumbitek realizációja és vizsgálata mágneses rezonanciával
A kvantumtechnológia már több évtizede betört a korszakalkotó kutatások közé. Manapság a kvantumszámítógépek iránti hatalmas érdeklődés felerősítette és felgyorsította az ezek alapjaiul szolgáló kvantumbitek fejlesztését. Egy működő és kipróbált implementáció kvantumbitek realizációjára és vizsgálatára a magspinek mágneses rezonancia alapú (azaz NMR – Nuclear Magnetic Resonance) spektroszkópiája, annak ellenére, hogy szigorúan véve itt egyedi kvantumbitek sokaság alapú szimulációja zajlik. A folyékony halmazállapotú NMR-nél folyadékban oldott molekulák feles spinű atommagjait használjuk kvantumbitek létrehozására, melyeken megfelelően választott pulzusokkal kvantum kapukat is lehet implementálni. Ezáltal meghatározott tulajdonságokkal rendelkező mintákkal és komplex pulzusszekvenciákkal kvantumszámítógép szimulátora készíthető megfelelően nagy felbontású NMR berendezéssel.
Munkánk során egy nehézvízben (D2O) oldott cytosine alapú két bites kvantumszámítógép realizációját vizsgáljuk. Bemutatjuk, milyen technikák szükségesek, hogy az NMR berendezés képes legyen megfelelő minőségű méréseket végrehajtani a mintán. A két kvantumbit (qubit) sűrűségmátrixát előállítjuk kvantum állapot tomográfiával, így kiolvasható az jelenlévő kvantumállapot. A sűrűségmátrixszal már ellenőrizhető a különböző qubit műveletek eredménye is, melyeket demonstrálunk.
szerző
-
Jakab Dominik
Fizikus mesterképzési szak (MSc)
mesterképzés (MA/MSc)
konzulensek
-
Csősz Gábor
Doktorandusz, Fizika Tanszék -