发明内容

本发明的任务是能够以合适的方式检测数据量子位中的错误状态。

具有第一项权利要求的特征的方法可用来解决这一任务。包括附加权利要求的特征的设备用于执行该方法。从属权利要求得到了有利的实施例。

为了解决这个问题，提供了用于使用宇称量子位检测数据量子位的错误状态的方法。宇称量子位可以通过移动装置移动。另外，可以提供移动装置，利用该移动装置可以移动数据量子位。数据量子位与宇称量子位之间的距离最初很大，使得宇称量子位无法与数据量子位纠缠。数据量子位与宇称量子位之间的距离通过沿第一路径移动数据量子位并且沿第二路径移动宇称量子位直到数据量子位与宇称量子位纠缠来减小。第二路径比第一路径更长，和/或宇称量子位的移动速度大于数据量子位的移动速度。

与最初选择的宇称量子位状态相比，数据量子位的状态通常更加不稳定。根据本发明，通过与宇称量子位相比仅相对短和/或相对慢地移动数据量子位，避免了数据量子位中错误的发生。由于宇称量子位的状态可以以这样方式来选择：这些状态最初相较稳定，所以宇称量子位可以相较无问题地移动。可以可靠地检测数据量子位的错误状态。通过仅轻微地和/或仅缓慢地移动数据量子位，可以避免它们中发生错误。由于宇称量子位的状态最初可以被选择为相较稳定，所以将它们移动更长距离和/或以更高的速度移动并非关健。

因此，为了使宇称量子位与数据量子位纠缠，优选地，宇称量子位首先在数据量子位的方向上以高速移动。在宇称量子位的此种高速移动之后，数据量子位优选地在宇称量子位的方向上以低速移动，从而减小距离，使得宇称量子位与数据量子位纠缠。一旦宇称量子位已经与数据量子位完全纠缠，数据量子位优选地就以低速从宇称量子位移开。如果数据量子位与宇称量子位之间的距离已经充分增加，则宇称量子位优选地以高速向测量站移动。

然而，如果到数据量子位的距离很小，为了避免增加出错率，宇称量子位优选地也缓慢地移动，即以低速移动。当宇称量子位已经与一个或多个数据量子位纠缠，并且这些宇称量子位现在将与另外的一个或多个数据量子位纠缠时，这种情况尤其会发生。因此，在一个实施例中，一个或多个宇称量子位首先在数据量子位的方向上以高速移动。在与数据量子位第一次纠缠之后，宇称量子位然后初始地以低速进一步移动，以使宇称量子位与接下来的数据量子位纠缠。

缓慢移动或低速意味着与提到的高速移动或高速相比，速度慢。

宇称量子位基本上处于可测量状态，然后再将其向一个或多个数据量子位移动，以达到纠缠的目的。如果宇称量子位通过自旋为1/2的粒子实现，则自旋因此要么为1/2，要么为-1/2。根据人们试图解释的，宇称量子位因此不处于量子力学的迭加状态，在该状态下，自旋同时为1/2和-1/2两种。宇称量子位的状态然后尤为稳定，以使宇称量子位可以长距离和/或以高速移动，而宇称量子位的状态不会因为这个原因而以不可忽略的小概率改变。

有利的是，宇称量子位在两个数据量子位之间移动。宇称量子位然后可以同时与两个数据量子位纠缠。

由于冗余的原因，与宇称量子位纠缠的两个数据量子位可以以预定方式处于相关量子力学状态，从而以改进方式降低错误易发性。例如，两个数据量子位然后可以处于相同的量子力学状态。宇称量子位然后可以用来检查两者数据量子位是否处于相关量子力学状态，例如，相同的量子力学状态。如果是这种情况，则两者数据量子位都处于预定状态的概率很高。因此，未发生错误。如果借助于已经与两个数据量子位纠缠的数据量子位确定了数据量子位的两个状态不同，则检测到错误。

预定状态意指例如能够借助于系统进行计算的状态。如果宇称量子位已经与一个或多个数据量子位纠缠，则数据量子位的状态的变化也会造成宇称量子位的状态的变化。如果宇称量子位的状态最终被测量，并且确定宇称量子位的状态已经改变，则检测到错误的存在。

在一个实施例中，在两个前数据量子位之间移动之后，并且查询这两个前数据量子位之后，宇称量子位在两个另外的数据量子位之间移动，以使它们也与宇称量子位纠缠。这四个数据量子位可以以预定方式处于相关状态，或者由于冗余原因已经以预定方式进入相关状态。总的来说，宇称量子位可以以这种方式来检查被提供用于冗余原因的四个宇称量子位是否处于预期的相关状态，以便能尤为可靠地检测错误。如果宇称量子位的状态最终被测量，并且测量结果显示宇称量子位的状态已经改变，则这确定已经发生错误。

在两个数据量子位之间移动之后，并且在与这两个数据量子位纠缠之后，宇称量子位有利地从这两个数据量子位移开。因此，宇称量子位与数据量子位之间的距离增加，使得有足够的空间能测量宇称量子位的状态。在移开之后，宇称量子位的状态因此可以用相对少的技术工作来测量。

有利的是，多个宇称量子位同时在成对地且彼此相对的数据量子位之间移动，以使每个宇称量子位与至少两个数据量子位纠缠。因此，可以以加速和改进方式执行错误检测。

有利的是，一排宇称量子位在两排数据量子位之间移动。在一个实施例中，一旦一排宇称量子位在两排数据量子位之间移动，两排数据量子位随后就在宇称量子位的方向上移动，使得该距离最终小到足以使每个宇称量子位与两个相邻的数据量子位纠缠。该实施例还以改进方式有助于确保可以可靠地确定错误，而不会过度增加错误易发性。

有利的是，一排宇称量子位在纠缠后从两排数据量子位之间移开。在移开之后，宇称量子位与数据量子位之间的距离很大，使得宇称量子位的状态可以用很少的技术工作来测量。移开的宇称量子位然后可以向测量站移动。借助于测量站来测量宇称量子位的状态，以检查一个或多个数据量子位是否处于或已经处于错误状态，并且因此处于非预定状态。

在一个实施例中，量子位恰好包括一个自旋为1/2或-1/2的粒子，或者多个自旋为1/2或-1/2的粒子。粒子可以是电子或缺陷电子。自旋为1/2或-1/2的粒子可以通过相较简单的技术手段以现有技术中已知的方式移动，以实现本发明。被提供用于移动量子位的输送装置可以例如产生和/或改变电场来移动量子位。特别地，潜在的障碍会因移动而改变，从而改变量子位的停留概率。量子位然后被移动了。出于这个目的，可以提供开始提到的现有技术中已知的构造。

在本发明的一个实施例中，根据本发明，数据量子位和宇称量子位彼此连续纠缠。纠缠之后，测量宇称量子位的状态，以便连续执行错误监控。

本发明还涉及一种设备，该设备被配置为使得前述方法可以由所述设备来执行。

此设备包括数据量子位和宇称量子位或者至少用于产生数据量子位和宇称量子位的装置。该设备可以包括移动装置，利用该移动装置可以移动数据量子位和宇称量子位。该设备可以被配置为使得数据量子位与宇称量子位之间的距离可以很大，使得宇称量子位将不会与数据量子位纠缠，因此不会被纠缠。该设备可以被配置为使得数据量子位与宇称量子位之间的距离可以通过沿第一路径移动数据量子位并且沿第二路径移动宇称量子位直到数据量子位与宇称量子位纠缠来减小。该设备可以被配置为使得第一路径比第二路径长，和/或宇称量子位的移动速度大于数据量子位的移动速度，以便使宇称量子位与数据量子位纠缠。

该设备可以被配置为使得宇称量子位可以进入可测量状态。这意味着宇称量子位不会进入相对不稳定的迭加状态，该状态无法通过测量确定。费米子可以用来提供宇称量子位。该设备可以被配置为使得费米子的可测量自旋状态可由该设备调节，例如借助于该设备提供或产生的磁场。磁场优选地为静态梯度场，以便能操纵量子位的状态。出于这个目的，可以提供开始提到的现有技术中已知的构造。可选地，量子位通过自旋轨道联结来操纵。

该设备可以被配置为使得在第一对数据量子位之间移动之后，并且在与第一对数据量子位的两个数据量子位纠缠之后，宇称量子位可以在另外的一对数据量子位之间移动，以与两个另外的数据量子位纠缠。

当上述宇称量子位从第一对数据量子位移动在第二对的两个另外的数据量子位之间时，两个相对的数据量子位之间的距离优选地不变。这以进一步的改进方式降低了错误易发性，特别是因为用于将宇称量子位从第一对数据量子位向接下来的一对数据量子位移动的距离可以非常短。

该设备可以被配置为使得宇称量子位在两个数据量子位之间移动之后，并且使宇称量子位与数据量子位纠缠之后被移开。该设备可以被配置为使得可以测量移开的宇称量子位的状态。

该设备可以被配置为使得多个宇称量子位可以同时在成对地且彼此相对的数据量子位之间移动。该设备可以被配置为使得随后，数据量子位可以在宇称量子位的方向上移动，以引起纠缠。

该设备可以被配置为使得一排宇称量子位可以在两排数据量子位之间移动。该设备可以被配置为使得随后，两排数据量子位朝向一排宇称量子位移动，使得纠缠发生在每个宇称量子位与两个相邻的数据量子位之间，以实现错误检查。

该设备可以被配置为使得一排宇称量子位可以从两排数据量子位移开，并且随后，移开的该排宇称量子位的宇称量子位可以向该设备的一个或多个测量站移动。

该设备可以被配置为使得一排宇称量子位循环地在两排数据量子位之间移动，以使每个宇称量子位与至少两个数据量子位纠缠，并在纠缠后将宇称量子位向测量站移动。

该设备可以被配置为使得量子位恰好包括一个电子或多个电子，这些电子的自旋为1/2或-1/2。代替电子，可以使用另一自旋为1/2的粒子。该设备可以被配置为使得提供半导体以形成量子位。

该设备可以被配置为使得该设备的输送装置可以产生静电限制电势。量子位可以借助于静电限制电势来移动。

该设备可以产生一个或多个交变电场和/或磁场和/或梯度场，以能执行该方法。该设备可以包括硅/硅锗异质结构，以提供量子位。然而，该设备还可以包括锗/硅锗异质结构或硒化锌，以提供量子位。

宇称量子位的状态可以例如通过泡利自旋阻断来测量。

在本发明的一个实施例中，宇称量子位包括至少两个粒子，诸如处于单重态或三重态的电子。优选地，一个或多个宇称量子位在纠缠之前处于单重态。纠缠之后，由于错误，宇称量子位的单重态可能已经转换为三重态，三重态可以用很少的技术工作通过测量来可靠地确定。然后，一种设备，包括用于使电子从费米子库进入单重态或三重态的装置。在进行纠缠之后，宇称量子位的单重态可以在两个量子点中被转换为电荷态(单重态为(2，0)，三重态为(1，1)，见《现代物理评论》(RevModPhys.)79.1217)，这两个量子点可以被非常稳健地传输，并且随后，只需很少的工作就可以测量。

在一个实施例中，该设备包括用于产生电磁波以调整数据量子位的状态的装置。

可选地，该设备包括用于提供磁梯度场的装置。通过在磁梯度场中移动数据量子位，可以调整数据量子位的期望状态。特别地，调整数据量子位状态的最后一条路径可以通过该架构在技术上实现，而不会达到技术可行性限制。

为了解决这个任务，只能移动宇称量子位。然后再移动数据量子位。数据量子位的移动速度和第二路径的长度因此都为零。另外，该变型与根据本发明及其实施例的另外所描述的解决方案没有不同。