Computer quantistici a ioni intrappolati

L'obiettivo di questo elaborato è di dare una descrizione generale del funzionamento di un computer quantistico a ioni intrappolati, dal confinamento degli ioni in trappole unidimensionali fino all’implementazione delle porte logiche. Partendo dalla descrizione della trappola ionica di Paul che confina gli ioni tramite un potenziale di tipo armonico, si è poi descritto in che modo è possibile modificare lo stato interno degli ioni tramite l’interazione con il campo elettromagnetico generato da un laser esterno Si è esaminato nel dettaglio quali sono le principali tipologie di gate a singolo qubit e due tipologie di gate CNOT multi-qubit, quella di Cirac-Zoller e quella di Mølmer–Sørensen. Anche in questo caso, sono state descritte le implementazioni di tali gate nel caso specifico di un computer a ioni intrappolati. Nella parte finale viene presentata un’implementazione di un algoritmo quantistico su un processore reale a ioni intrappolati reso disponibile online dalla compagnia IonQ. In particolare sono stati preparati e misurati due tipi di stati quantistici: lo stato di Bell e il più generale stato GHZ.