Основу большинства схем обработки квантовой информации составляют так называемые условные (conditional) квантовые операции (например, “контролируемое НЕ” – CNOT). Так, в результате выполнения двухкубитной условной операции состояние одного из кубитов меняется в зависимости от состояния другого.

Схематическое изображение зонной структуры из двух квантовых точек

Показаны энергетические уровни электронов и дырок. Напряжение, приложенное между электродом (черная полоска) и резервуаром n⁺-GaAs, “наклоняет” зоны и таким образом позволяет изменять зарядовые состояния квантовых точек и отстройку уровней.

В работе [1] экспериментально продемонстрирована условная квантовая динамика в системе из двух вертикальных туннельно-связанных квантовых точек InGaAs/GaAs: вероятность оптического возбуждения одной квантовой точки (то есть вероятность образования в ней экситона при поглощении кванта света) зависит от того, есть ли экситон в соседней точке. Контроль за энергетическими уровнями квантовых точек при этом осуществляется путем изменения напряжения на электроде (см. рисунок). Характерные времена таких операций не превышают пикосекунды. Заметим, однако, что их практической реализации могут помешать малые времена декогерентизации возбужденных зарядовых состояний.

• 1. L. Robledo et al., Science 320, 772 (2008)