¿Cuál es la representación física de un qubit?

En las computadoras normales, los bits pueden representarse físicamente utilizando una amplia variedad de dispositivos de dos estados, como la polaridad de la magnetización de un área determinada de una película ferromagnética o dos niveles de carga eléctrica en un condensador.

Pero los qubits tienen la propiedad de que pueden estar en una superposición de ambos estados al mismo tiempo. He visto las respuestas de esta pregunta , que explican cómo se puede representar o modelar un qubit usando una computadora normal.

¿Entonces quiero saber qué se puede usar (y es usado por compañías como D-Wave) para representar un qubit en una computadora cuántica física real?

Esta sección en Wikipedia recopila los intentos continuos más importantes para implementar físicamente qubits.

Para implementar físicamente una computadora cuántica, se buscan muchos candidatos diferentes, entre ellos (distinguidos por el sistema físico utilizado para realizar los qubits):

• Computación cuántica superconductora (qubit implementado por el estado de pequeños circuitos superconductores (uniones Josephson))

• Computadora cuántica de iones atrapados (qubit implementado por el estado interno de iones atrapados)

• Redes ópticas (qubit implementado por estados internos de átomos neutros atrapados en una red óptica)

• Computadora de puntos cuánticos, basada en espín (por ejemplo, la computadora cuántica Loss-DiVincenzo) (qubit dada por los estados de espín de los electrones atrapados)

• Computadora de punto cuántico, basada en el espacio (qubit dado por la posición del electrón en doble punto cuántico)

• Resonancia magnética nuclear en moléculas en solución (RMN en estado líquido) (qubit proporcionado por espines nucleares dentro de la molécula disuelta)

• Computadoras cuánticas de RMN Kane de estado sólido (qubit realizado por el estado de espín nuclear de los donantes de fósforo en silicio)

• Computadoras cuánticas de electrones en helio (qubit es el giro electrónico)

• Electrodinámica cuántica de cavidades (CQED) (qubit proporcionado por el estado interno de átomos atrapados acoplados a cavidades de alta finura)

• Imán molecular (qubit dado por estados de giro)

• Computadora cuántica ESR basada en fullereno (qubit basada en el giro electrónico de átomos o moléculas encerrados en fullerenos)

• Computadora cuántica óptica lineal (qubits realizados mediante el procesamiento de estados de diferentes modos de luz a través de elementos lineales, por ejemplo, espejos, divisores de haz y cambiadores de fase)

• Computadora cuántica basada en diamantes (qubit realizada por giro electrónico o nuclear de centros de vacantes de nitrógeno en diamantes)

• Computadora cuántica basada en condensado de Bose-Einstein

• Computadora cuántica basada en transistores: computadoras cuánticas en cadena con arrastre de agujeros positivos utilizando una trampa electrostática

• Computadoras cuánticas de cristal inorgánico dopadas con iones metálicos de tierras raras (qubit realizado por el estado electrónico interno de dopantes en fibras ópticas)

• Computadoras cuánticas basadas en nanoesferas de carbono de tipo metálico

El gran número de candidatos demuestra que el tema, a pesar del rápido progreso, todavía está en pañales. También hay una gran cantidad de flexibilidad.