И вообще, в терминах абстрактных унитарных операций и матричных преобразований, многое остается непонятным - как формируется вероятность ответа на выходе, почему она именно такая, что там в это время происходит с кубитами, и т.п.
Почему 2+2=4? По определению математических операций. Мы договорились, что вентилями мы осуществляем преобразования над состояниями. В соответствии с обще принятым в математическом анализе операциями.
Вероятности это из области волновой механики. Связь волновой и матричной формы так же известна.
Так что откуда берётся вероятность нам так же известно.
Обычную логическую схему можно рассматривать без привязки к физической реализации, т.к. мы точно знаем, что сможем физически реализовать любую логическую операцию, которая там используется. Свойства полупроводников (или пневмоклапанов) хорошо изучены, понятно как они работают, понятно что на их основе можно сделать и чего нельзя.
В случае с квантовыми вычислениями спектр операций, который можно практически использовать в квантовой логической схеме, существенно зависит от физических свойств "кубита", "квантового вентиля" и др., т.к. благодаря именно этим свойствам и работает "квантовая логика". Эти свойства на сейчас недостаточно хорошо изучены.
Вообще-то изучены достаточно хорошо. И для квантовых вентилей мы так же хорошо знаем, что можем реализовать любую операцию. Для этого нужен набор базовых вентилей. Точно также как и в логических компьютерах есть базовый набор операций И, ИЛИ, НЕ из которых мы можем получить все остальные КСОР, стрелка шифира и тд. Так и для квантовых есть базовый набор вентилей C-NOT и всех однокубитных вентилей, является универсальным(см
https://ru.wikipedia.org/wiki/Квантовый_вентиль подробнее можно прочитать у Садовничевого)
И как их реализовать нам тоже известно.
В общем случае кубиты на основе эффекта Джозефсона представляют собой металлический контур с размерами порядка десятков микрон, в котором встроены разрывы из диэлектрика шириной несколько нанометров. Напомним, что эффект Джозефсона описывает туннелирование сверхпроводящего тока между двумя сверхпроводниками, разделенными изолирующим барьером. Суть явления туннелирования заключается в том, что электроны могут с некоторой вероятностью проходить сквозь потенциальные барьеры. В нашем примере они проходят через разрыв из изолятора в металлическом контуре. При температурах, близких к абсолютному нулю, через такой контур начинает проходить ток сверхпроводимости, который может спонтанно менять направление и протекать как по часовой стрелке, так и против нее, поскольку энергетический уровень обоих состояний равновероятен. Ток по часовой стрелке и против нее соответствует 0 и 1. Промежуточное состояние — суперпозиция. Внешнее электромагнитное поле может переключать систему в одно из конечных состояний. Это очень общая и очень приближенная схема.(Цитата из
https://www.controlengrussia.com/innova ... xperience/)
Есть проблема шумов. Но она есть и в обычных компьютерах. В обычных компьютерах после каждого вентиля стоит подтягивающий регистр который корректирует напряжение. Так и у квантового компьютера есть корректирующие элементы.
