El proceso para transferir qubits entre ubicaciones

Entiendo que en este momento los qubits son entidades físicas en una Computadora Cuántica y estoy jugando en la Computadora Cuántica de IBM, así como en el lenguaje Q # y sumergiendo mis dedos en el mundo Cuántico por primera vez.

He leído muchos de los escenarios de estilo de Alice y Bob donde a menudo se menciona el transporte de un qubit de Alice a Bob. Estoy deduciendo que lo transportaba físicamente, pero no he encontrado una discusión sobre cómo se ve esto desde un sentido informático. ¿Cómo se podría lograr teóricamente "empaquetar" un qubit, o incluso una representación de un qubit (estado o valores) para el transporte a través de un canal clásico o cuántico? Supongo que la única forma en que esto es posible es a través del enredo y la teletransportación. ¿Es posible que los qubits ordinarios no enredados se representen en algún formato y se transfieran lógicamente entre dos puntos, por lo que el punto de recepción puede decodificar e interpretar la información contenida en él? Ese punto de recepción podría ser un servicio informático en una arquitectura informática clásica u otra máquina Quantum.

Pregunto esto en el sentido de la computación clásica, donde podemos codificar bits en un chip pero representar lógicamente un bit (o serie de bits) en numerosos formatos y transferirlos para su manipulación. Como ingeniero de software, de ahí viene mi proceso de pensamiento. Es posible que esto no sea algo práctico que desee hacer en Quantum, pero en teoría, ¿es algo que podría lograrse? Cualquier orientación sería bienvenida.

EDITAR: Gracias por las respuestas realmente completas, ha llenado muchos vacíos y no me di cuenta del fuerte vínculo entre los fotones y la fibra que trae un puente potencial en teoría. Me estoy abriendo camino a través de las aplicaciones básicas de hello world y estaba tratando de conectar mentalmente mi conocimiento de software de Classical con este mundo a un nivel básico de transferencia y representación. Estoy tratando de construir algunas aplicaciones pequeñas que unan ambos mundos y mi bloqueo mental en este momento representa las características de un qubit en las anotaciones de programación tradicionales. ¿Tiene alguna idea sobre lo que debería modelarse para crear una representación lógica de un qubit? A lo que me refiero es a algo similar a una especificación que permitiría a un programador representar un tipo (como una Cadena, por ejemplohttps://en.wikipedia.org/wiki/String_(computer_science) ). En los lenguajes de programación Quantum, el qubit es de su propio tipo, la profundización de un nivel puede capturar las características de una manera muy básica para que potencialmente puedan representarse en algo así como una matriz de vectores para capturar características clave, por ejemplo, el estado (a pesar de la dificultad de superposición!), girar, etc.

Tiene toda la razón en su suposición de que transportar qubits de Alice a Bob implica algo físico. Por lo general, los problemas / situaciones que tienen esta configuración de transmisión entre dos partes se denominan comunicaciones cuánticas . Estos problemas / situaciones a veces se desambiguan llamando a sus qubits "qubits voladores", que casi siempre son fotones. Los fotones individuales también son sistemas cuánticos que se pueden preparar en estados de qubit útiles, se pueden operar con compuertas (pero no todos los tipos de compuertas y no tan fácilmente como algunas otras implementaciones físicas de qubits), y se pueden medir como cualquier otro sistema qubit. Alice y Bob literalmente compartirían estas fotos mediante una fibra óptica a la que están conectadas o a través del espacio libre (que podría ser literalmente a un satélite en el espacio).

Los fotones son excelentes para esta aplicación porque ya los usamos para una gran parte de nuestras redes de comunicación clásicas. Las redes de "fibra" de Internet o fotónicas envían información clásica en fibra óptica con láseres pulsados ​​fuertes. Entonces, si quisieras tener un canal clásico y un canal de comunicación cuántica, podrías hacer ambos con la misma fibra (difícil por algunas razones técnicas pero totalmente posible).

También hay otros sistemas físicos de los que puede hacer qubits para la computación cuántica (superconductores, trampas de iones, etc.). Estás en lo correcto al conectar diferentes grupos de estos qubits, uno no tomaría el chip y lo movería, sino que a menudo crean un (n) fotón (s) que están enredados con el sistema original o tienen alguna información que desean compartir con el segundo sistema y luego enviar el fotón.

Vale la pena declarar desde el principio que los escenarios de "Alice y Bob" son muy diferentes de los escenarios de computación cuántica. Los escenarios de Alice y Bob indican que existen dos ubicaciones distantes entre sí, entre las cuales es imposible realizar puertas cuánticas directamente. Mientras tanto, en las arquitecturas de computación cuántica de las que habla, las puertas de dos qubits están fácilmente disponibles. Incluso si no puede interactuar directamente con un par de qubits, un montón de puertas de intercambio son suficientes para mover los qubits uno al lado del otro, y de regreso.

También debe tener cuidado con la interpretación clásica de su ingeniero de software, porque clásicamente es muy fácil mover las cosas y hacer múltiples copias. En cuanto, no puede hacer copias de sus datos.

Entonces, ¿cómo mueves un qubit? El enredo y la teletransportación no son realmente una respuesta. Pueden ayudarlo a proporcionar protocolos mejorados de corrección de errores, pero la pregunta básica sigue siendo cómo comparte el estado enredado para lograr la teletransportación.

Probablemente la mejor manera es transferir la información cuántica de un portador físico, como los qubits en una computadora cuántica, a otra diferente. Por lo general, pensamos en los fotones en este contexto: son realmente buenos para viajar largas distancias sin interactuar demasiado. De la misma manera que los datos clásicos pueden transferirse a través de una fibra óptica, no es demasiado salvaje imaginar enviar fotones en superposiciones a través de una fibra óptica. Usted 'solo' tiene que convertir el fotón en cualquier extremo en el tipo de qubit de almacenamiento / manipulación diferente. La tecnología ciertamente existe para hacer esto, pero no sé cuán confiable sucede.