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量子存储器

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量子计算机中,量子存储器即是传统计算机存储器量子力学版本。传统存储器将信息存储为二进制状态(由“1”和“0”表示),而量子存储器存储的是量子状态。这些量子状态保存了有效计算信息,称为量子位元。与传统计算机的存储器不同,量子存储器中的状态处于量子叠加状态,使其在量子算法中比传统存储器更实用且灵活。

类型

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光量子存储器

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传统光信号利用改变光的振幅来传输信息。因此,我们能用计算机硬盘,甚至是一页纸来存储光的信息。然而,在量子信息的情况下,信息由光的振幅和相位编码。对于一些信号,我们不能同时测量光的振幅和相位。为了存储这样的量子信息,我们必须要在不测量的情况下,存储光的信息。一旦测量,信息就丢失了。光量子存储器将光的状态记录到原子云(atomic cloud)中。当原子吸收了光,原子就保有了光量子的一切信息。[1]

固态量子存储器

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在经典计算中,存储是不太重要的,因为信息可以复制到长期保存的存储硬件中,未来处理时再取回就好。而在量子计算中,这是禁止的,因为根据不可克隆原理,任何量子态都不能被完全复制。因此,当没有量子纠错的情形下,量子位元的存储被其保持信息的内部耦合时间所限制。除了量子位元保存时长的限制外,将量子信息,在不受环境噪音等其他因素影响的情形下,进行大量快速操作或读取,也是一大难点。[2]

参考资料

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  1. ^ Quantum Memory. photonics.anu.edu.au. [2020-06-18]. (原始内容存档于2021-01-24). 
  2. ^ Freer, S.; Simmons, S.; Laucht, A.; Muhonen, J. T.; Dehollain, J. P.; Kalra, R.; Mohiyaddin, F. A.; Hudson, F.; Itoh, K. M.; McCallum, J. C.; Jamieson, D. N.; Dzurak, A. S.; Morello, A. A single-atom quantum memory in silicon. Quantum Science and Technology. 2016, 2: 015009. arXiv:1608.07109可免费查阅. doi:10.1088/2058-9565/aa63a4.