초록 ▼

실험은 수학적으로는 가장 설득력 없는 non-abelian TQFT가 물리적으로는 가장 설득력 있을 수 있다는 것을 암시한다. 특히, 이 같은 TQFT의 v = 5/2 FQHE 상태는 개별적인 브레이드 그룹 표현이며, 따라서 이것 만으로부터 범용 양자 컴퓨터를 만들 수 없다. 시간 경사 간섭법은 위상 보호 환경에서 (범용 양자 컴퓨터에 대한) 연산 능력의 확장을 제공한다. 종래의 범용 게이트 집합은 쿼시 입자를 브레이딩하는 가장 보편적인 방법에 근접한 방법인 "시간 경사 간섭법"을 이용하는 위상적으로 보호되는

실험은 수학적으로는 가장 설득력 없는 non-abelian TQFT가 물리적으로는 가장 설득력 있을 수 있다는 것을 암시한다. 특히, 이 같은 TQFT의 v = 5/2 FQHE 상태는 개별적인 브레이드 그룹 표현이며, 따라서 이것 만으로부터 범용 양자 컴퓨터를 만들 수 없다. 시간 경사 간섭법은 위상 보호 환경에서 (범용 양자 컴퓨터에 대한) 연산 능력의 확장을 제공한다. 종래의 범용 게이트 집합은 쿼시 입자를 브레이딩하는 가장 보편적인 방법에 근접한 방법인 "시간 경사 간섭법"을 이용하는 위상적으로 보호되는 방법에 의해 구현되었다. 본 방법은 "쿼시 입자에 의한 시간 경사 간섭법"이다. 본 시스템은 게이트(g1, g2, g3)를 만드는데 이용된다.

대표청구항 ▼

양자 컴퓨터를 위한 논리 게이트로서,입력 전류를 FQHE(fractional quantum Hall effect) 유체의 제1 모서리(edge)로 유입시키기 위한 입력 전류 소스;유출된 출력 전류를 상기 FQHE 유체의 제2 모서리로부터 제거하기 위한 출력 전류 소스;FQHE 유체의 제1 부재에 의해 정의되는 제1 안티돗(antidot);FQHE 유체의 제2 부재에 의해 정의되는 제2 안티돗;상기 안티돗들 사이에서 Polyakov 루프를 형성하기 위해 상기 FQHE 유체를 제한하는 전기 포텐셜을 조절하기 위한 전압 공급원; 및상기

양자 컴퓨터를 위한 논리 게이트로서,입력 전류를 FQHE(fractional quantum Hall effect) 유체의 제1 모서리(edge)로 유입시키기 위한 입력 전류 소스;유출된 출력 전류를 상기 FQHE 유체의 제2 모서리로부터 제거하기 위한 출력 전류 소스;FQHE 유체의 제1 부재에 의해 정의되는 제1 안티돗(antidot);FQHE 유체의 제2 부재에 의해 정의되는 제2 안티돗;상기 안티돗들 사이에서 Polyakov 루프를 형성하기 위해 상기 FQHE 유체를 제한하는 전기 포텐셜을 조절하기 위한 전압 공급원; 및상기 Polyakov 루프의 양자 상태를 상기 출력 전류로부터 판정하기 위한 수단을포함하는 논리 게이트.제1항에 있어서,상기 전압 공급원은 상기 전기 포텐셜을 조절하여 상기 안티돗들 사이를 분리하도록 하는, 논리 게이트.제2항에 있어서,상기 분리는 상기 안티돗들 사이의 터널링을 방해하는, 논리 게이트.제2항에 있어서,상기 분리는 상기 안티돗들 사이의 상기 FQHE 유체의 간극인, 논리 게이트.제4항에 있어서,상기 전압 공급원은 상기 전기 포텐셜을 조절하여 상기 간극을 치유하는, 논리 게이트.제1항에 있어서,상기 출력 전류의 측정은 상기 입자가 고유상태(eigenstate)로 수렴되도록 하는, 논리 게이트.제1항에 있어서,상기 FQHE 유체는 제1 크리스탈 및 제2 크리스탈 사이의 접촉면(interface)에서 형성되는, 논리 게이트.제7항에 있어서,상기 제1 크리스탈은 갈륨 비소(gallium arsenide) 크리스탈인, 논리 게이트.제8항에 있어서,상기 제2 크리스탈은 알루미늄 갈륨 비소(aluminum gallium arsenide) 크리스탈인, 논리 게이트.제1항에 있어서,상기 Polyakov loop의 상기 양자 상태가 극소 SU(2) 전하｜1〉를 운반하는 상태와 대응하는지를 판정하기 위한 수단을 더 포함하는 논리 게이트.제1항에 있어서,상기 Polyakov 루프의 상기 양자 상태가 페르미오닉(fermionic) SU(2) 전하 ｜ε〉를 운반하는 상태와 대응하는지를 판정하기 위한 수단을 더 포함하는 논리 게이트.제1항에 있어서,상기 FQHE 유체는 v = 5/2 양자 홀 효과 유체(quantum Hall effect fluid)인, 논리 게이트.양자 컴퓨터의 논리 게이트의 판독을 위한 방법으로서,FQHE(fractional quantum Hall effect) 유체의 시공간에서 Polyakov 루프를 형성하는 단계; 및상기 Polyakov 루프의 양자 상태를 판정하는 단계를 포함하는 방법.제13항에 있어서,상기 Polyakov 루프를 형성하는 단계는 상기 Polyakov 루프를 형성하기 위해 상기 FQHE 유체를 제한하는 전기 포텐셜를 조절하는 단계를 포함하는, 방법.제13항에 있어서, 상기 Polyakov 루프를 형성하는 단계는,상기 FQHE 유체의 제1 안티돗을 형성하는 단계;상기 FQHE 유체의 제2 안티돗을 형성하는 단계;상기 안티돗들을 분리하여 상기 안티돗들 사이에서 상기 FQHE 유체의 간극을 형성하는 단계; 및상기 안티돗들을 분리하여 상기 간극을 형성하는 단계 이후에, 상기 안티돗들을 모아서 상기 간극을 치유하는 단계를 포함하는, 방법.제15항에 있어서,상기 Polyakov 루프의 상기 양자 상태를 판정하는 단계는,입력 전류를 상기 제1 안티돗 주위의 상기 FQHE 유체의 제1 모서리로 유입시키는 단계;출력 전류를 상기 제2 안티돗 주위의 상기 FQHE 유체의 제2 모서리로부터 제거하는 단계; 및상기 Polyakov 루프의 상기 양자 상태를 상기 출력 전류로부터 예측하는 단계를 포함하는, 방법.양자 컴퓨터의 논리 게이트를 실행하기 위한 방법으로서,양자 컴퓨터에 대해 논리 게이트 - 상기 논리 게이트는 제1 안티돗 및 제2 안티돗이 배열되어 있는 FQHE(fractional quantum Hall effect) 유체를 포함함 - 를 제공하는 단계;상기 안티돗들 사이에서 Polyakov 루프를 형성하는 단계; 및쿼시 입자(quasi-particle)을 상기 제1 안티돗 및 상기 제2 안티돗 사이를 터널링하게 함으로써, 상기 Polyakov 루프의 양자 상태에 영향을 미치는 단계를 포함하는 방법.제17항에 있어서,상기 Polyakov 루프를 형성하는 단계는,터널링이 상기 안티돗들 사이에서 발생할 수 있는 제1 조건을 설정하고, 터널링이 상기 안티돗들 사이에서 발생할 수 없는 제2 조건을 설정한 후, 터널링이 상기 안티돗들 사이에서 다시 발생할 수 있는 제3 조건을 설정하는 단계를 포함하는, 방법.제18항에 있어서,상기 제3 조건이 설정된 후, 상기 제2 안티돗 주위의 상기 FQHE 유체의 모서리로부터 출력 전류를 측정하는 단계를 더 포함하는 방법.제18항에 있어서,상기 제2 조건이 설정되기 전에, 상기 제1 안티돗 주위의 상기 FQHE 유체의 모서리로 입력 전류를 유입시키는 단계를 더 포함하는 방법.