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1. WO2003081526 - QUANTUM CELLULAR AUTOMATA COMPUTING WITH ENDOHEDRAL FULLERENES

Publication Number WO/2003/081526
Publication Date 02.10.2003
International Application No. PCT/EP2003/002997
International Filing Date 21.03.2003
IPC
G06N 99/00 2010.01
GPHYSICS
06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
NCOMPUTER SYSTEMS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
99Subject matter not provided for in other groups of this subclass
CPC
G06N 10/00
GPHYSICS
06COMPUTING; CALCULATING; COUNTING
NCOMPUTER SYSTEMS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
10Quantum computers, i.e. computer systems based on quantum-mechanical phenomena
Applicants
  • NATIONAL UNIVERSITY OF IRELAND MAYNOOTH [IE]/[IE] (AllExceptUS)
  • TWAMLEY, Jason [IE]/[IE] (UsOnly)
Inventors
  • TWAMLEY, Jason
Agents
  • BROPHY, David
Priority Data
60/366,38421.03.2002US
Publication Language English (EN)
Filing Language English (EN)
Designated States
Title
(EN) QUANTUM CELLULAR AUTOMATA COMPUTING WITH ENDOHEDRAL FULLERENES
(FR) CALCUL SELON LA THEORIE DES AUTOMATES CELLULAIRE QUANTIQUE AVEC DES FULLERENES ENDOHEDRAUX
Abstract
(EN)
Universal quantum computation is performed using global addressing techniques as applied to a physical system of spin entities of two distinct types arranged in an ABABAB sequence. Algorithms are provided for performing global unitary operations on such arrays and thereby providing a framework for performing any logical computations. Simple spin ½ units such as free electrons are provided for, as well as molecular entities. The preferred system consists of an ABAB linear array of Group V endohedrally doped fullerenes which can be reliably manipulated and arrayed on silicon. Each molecule spin site consists of a nuclear spin coupled via a hyperfine interaction to an electron spin. The electron spin of each molecule is in a quartet ground state S = 3/2. Neighboring molecular electron spins are coupled via a magnetic dipole interaction. A quantum cellular automata quantum computing architecture is provided using these molecules by encoding the quantum information on the nuclear spins while using the electron spins as a local bus. The NMR and ESR pulses required to execute the basic cellular automata operations are described.
(FR)
L'invention concerne le calcul quantique universel que l'on réalise à l'aide de techniques d'adressage global selon la manière dont on les applique sur un système physique d'éléments de rotation de deux types différents disposés dans une séquence ABABAB. On utilise des algorithmes pour exécuter des opérations unitaires globales sur lesdits réseaux, et apporter de ce fait un cadre d'applications afin de réaliser des calculs logiques quel qu'il soit. On prévoit des ½ unités simples de rotation, notamment des électrons libres ainsi que des éléments moléculaires. Le système préféré est constitué d'un réseau linéaire ABAB de fullerènes à dopage endohédral du groupe V que l'on peut manipuler de manière fiable et mettre en réseau sur du silicium. Chaque site de rotation de molécule est constitué d'une rotation nucléaire couplée via une interaction hyperfine à une rotation d'un électron. Cette rotation électronique de chaque molécule est à l'état de mise à la terre quartet S = 3/2. Les rotations électroniques moléculaires avoisinantes sont couplées via une interaction dipolaire magnétique. Une architecture de calcul quantique selon la théorie des automates cellulaire utilise ces molécules par le codage de l'information quantique sur les rotations nucléaires tout en utilisant les rotations électroniques comme bus local. Les impulsions NMR et ESR nécessaires à l'exécution des opérations des automates cellulaires de base font également l'objet de cette invention.
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