在保存海森堡不确定性原理的同时如何存储量子位？

我知道量子位由量子粒子（例如光子）表示，它们的状态由一种性质（例如自旋）给出。

我的问题是关于量子内存的：量子位如何存储在量子计算机中。我想我们需要一个黑匣子来使海森堡的不确定性原理起作用。如果我正确理解这一原理，则该原理与qubit的叠加有关。

在实际的量子计算机中如何实现这种黑匣子？

您所说的黑匣子只是将存储（或表示）量子位的量子系统与环境隔离开来。这可以通过几种方式完成，具体取决于您的物理实现。例如，在一台基于离子阱的量子计算机中，人们使用单个离子的状态来表示一个量子比特，并通过将其悬浮在空的空间中（使用离子阱）并将其与激光隔离，从而将其与环境隔离辐射或影响所选状态的其他光源。

您的问题隐含地围绕着量子退相干的概念以及如何长时间保护量子位的现实世界免受其影响。

这是一个难以置信的普遍问题，同时，细节在很大程度上取决于所使用的技术。

如果可以访问它，可以查看第5章：“ 量子相干结构的理论和设计 ”中的“噪声和相干性” 。另外，为说明当前不同方法的最新情况，您可以查看该欧洲工程中关于混合纳米结构中电子量子相干性和相关性的项目，或该其他欧洲项目（免责声明：这是我自己的方法），化学方法研究分子自旋量子比特。

由于量子信息的存储问题至关重要，因此已经开发了一些通用策略。简而言之：

• 量子纠错（有关过时的教学方法的评论，请参阅《量子纠错入门》），这本身就是一个广阔的领域，它的基础是承认未能为量子比特建立足够的保护，因此需要积极干预保护量子信息不被降解。

• 存在混合量子设备的不同方法，其中信息以量子位处理，这些位彼此之间以及与我们的外部刺激（以及与噪声源）之间进行强烈而快速的交互，然后存储在与每种刺激进行微弱而缓慢的交互的量子位中（理想的）或不）。同样，这一系列方法过于依赖技术细节，无法做出一般性陈述。