CN115280331A - 基于第四族元素基底的基于缺陷中心的量子计算机的概念 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及具有量子点(NV)的量子比特(QUB)和具有至少一个核量子点的核量子比特，该量子点可以特别是NV中心，该核量子点通常是受核自旋影响的同位素。这些包括用于控制量子点(NV)的特定装置。由此组合，本发明包括至少两个量子比特的量子寄存器、至少两个核量子比特的核量子寄存器、一个量子比特和一个核量子比特的核‑电子量子寄存器、以及至少一个量子寄存器和至少两个核‑电子寄存器的核‑电子‑核‑电子量子寄存器。本发明还涉及更高级结构、用于传输量子信息的量子总线和由这些组成的量子计算机。本发明还包括制造和操作所述装置所必需的方法。本发明主要由所有这些装置和方法的组合一次组成。
Description
技术领域
本发明涉及基于金刚石中的NV中心或例如硅的G中心或碳化硅的VSi中心等的其它材料的其它中心的量子计算机的概念。该概念包括其要素以及用于其操作的必要程序和这些要素之间的相互作用。量子ALU由用作终端的量子比特和用于量子操作的实际执行的数个核量子点组成。特别地，本发明包括用于纠缠不同的量子ALU的远程定位的量子点的量子总线以及选择机制和选择性调控(selective gating)方法。这里，通过该量子总线实现了彼此远离的不同量子ALU中的两个核量子点的纠缠。还给出了与相关联的设备元件的方法以用于读出计算结果。
背景技术
关于读出和控制量子比特的现有技术
由Gurudev Dutt、Liang Jiang、Jeronimo R.Maze、A.S.Zibrov等人的文章“Quantum Register Based on Individual Electronic and Nuclear Spin Qubits inDiamond(基于金刚石中的单个电子和核自旋量子比特的量子寄存器)”，科学杂志，316卷，1312-1316页，2007年6月1日，DOI：10.1126/science.1139831，已知一种将C13核的核自旋与NV中心的电子构型的电子自旋耦合的方法。
由Thiago P.Mayer Alegre、Antonio C.Torrezan de Souza、GilbertoMedeiros-Ribeiro等人的文章“Microstrip resonator for microwaves withcontrollable polarization(用于可控极化微波的微带谐振器)”，arXiv:0708.0777v2[cond-mat.other]2007年10月11日，已知一种十字形导电微波谐振器。在这方面，参见图2。作者在该文章的第一部分中命名的十字形微波谐振器的一个应用是借助于光测磁共振(OMDR：optically detected magnetic resonance)控制顺磁中心。一个专门命名的应用是量子信息处理(QIP：quantum information processing)。导电微波谐振器的基底是PCB(＝印刷电路板)。谐振器的尺寸为5.5厘米，其是将要耦合的微波辐射的波长的量级。微波谐振器通过电压控制供电。谐振器十字的两根梁被电连接。在Thiago P.Mayer Alegre、AntonioC.Torrezan de Souza、Gilberto Medeiros-Ribeiro等人的文章“Microstrip resonatorfor microwaves with controllable polarization(用于可控极化微波的微带谐振器)”，arXiv:0708.0777v2[cond-mat.other]2007年10月11日的技术教示下，不可能在不控制其它顺磁中心(NV1)的同时选择性地控制单个顺磁中心(NV1)。
由Benjamin Smeltzer、Jean McIntyre、Lilian Childress等人的文章“Robustcontrol of individual nuclear spins in diamond(金刚石中单个核自旋的鲁棒控制)”，物理评论(Phys.Rev.)A 80，050302(R)-2009年11月25日，已知一种使用金刚石中的NV中心访问单个核13C自旋的方法。
由Petr Siyushev、Milos Nesladek、Emilie Bourgeois、Michal Gulka、JaroslavHruby、Takashi Yamamoto、Michael Trupke、Tokuyuki Teraji、Junichi Isoya、FedorJelezko等人的文章“Photoelectrical imaging and coherent spin-state readout ofsingle nitrogen-vacancy centers in diamond(金刚石中单个氮空位中心的光电成像和自旋相干态读出)”，科学杂志2019年2月15日，363卷，6428期，728-731页，DOI：10.1126/science.aav2789，已知NV中心自旋态的电子读出。
由Timothy J.Proctor、Erika Andersson、Viv Kendon等人的文章“Universalquantum computation by the unitary control of ancilla qubits and using afixed ancilla-register interaction(通过附属量子比特的同一控制和使用固定附属寄存器相互作用的通用量子计算)”，物理评论(Phys.Rev.)A 88，042330-2013年10月24日，已知一种使用所谓的附属量子比特来使用附属位以使第一核自旋与第二核自旋纠缠的方法。
上述著作均未公开基于晶体中的杂质的量子计算机或量子计算系统的完整方案。
发明内容
技术问题
本文中公开的本发明旨在提供一种量子计算机的设计、生产和操作方案，该量子计算机有可能在室温下，特别是在使用NV中心的情况下运行。
当然，这种量子计算机也能够在低至接近绝对零度的低温下运行。
解决技术问题的技术方案
以下技术教益是结合基于金刚石的量子计算机中的NV中心的设计而开发的。NV中心是金刚石晶格的氮空位缺陷中心。人们认识到，这些原理可以扩展到VI主族的混合晶体和元素纯晶体。本文描述了基于金刚石的系统、基于硅的系统、基于碳化硅的系统和基于具有周期表的第四主族的一种、两种、三种或四种不同元素的所述混合系统的系统的示例性特征。基于金刚石中的NV中心的解决方案处于最显著的位置，因为在这方面的发展进展最大。
根据本发明的量子比特
核心思想
根据本发明的方案的核心思想是量子比特(QUB)，其包括用于控制量子点(NV)的特别有效的且例如借助于电子束光刻(e-beam lithography)相对容易实现的设备。特别优选地，量子点(NV)是晶体(其原子优选地不具有磁矩)中的点状晶格缺陷。优选地，晶体的材料是宽带隙材料以最小化声子与量子点(NV)的耦合。特别优选使用金刚石中的例如NV中心或ST1中心或L2中心等杂质中心作为基底(substrate)(D)的材料或例如硅中的G中心等其它材料中的另一杂质中心作为基底(D)的材料，特别是使用G11中心作为量子点(NV)。在金刚石中的杂质中心的情况下，NV中心是为此而最知名和被研究最多的杂质中心。在硅作为基底(D)的情况下，G中心是最知名的中心。参见A.M.Tyryshkin、S.Tojo、J.J.L.Morton、H.Riemann、N.V.Abrosimov、P.Becker、H.-J.Pohl、Th.Schenkel、Mi.L.W.Thewalt、K.M.Itoh、S.A.Lyon等人的文章“Electron spin coherence exceeding seconds inhigh-purity silicon(高纯度硅中的超过数秒的电子自旋相干)”NatureMat.11，143(2012年)。在碳化硅的情况下，V-中心以及事实上优选的VSi杂质特别适合作为杂质中心。参见公开的Stefania Castelletto和Alberto Boretti等人的“Silicon carbide colorcentersfor quantum applications(用于量子应用的碳化硅色心)”，2020年J.Phys.Photonics2022001。此外，可以想到使用作为量子点的其它顺磁中心。例如，金刚石中的NV中心或SiV中心或GeV中心也可以用作基底(D)中的量子点(NV)。关于金刚石中的顺磁中心，这里参见Alexander Zaitsev的书籍“金刚石的光学特性”，施普林格(Springer)，版本：2001年(2001年6月20日)。可以使用其它材料代替硅或金刚石。特别优选的是半导体材料。特别优选的是具有较大带隙的所谓宽带隙材料，因为这使得晶格的声子与干扰位点的电子构型之间的耦合更加困难。这种材料例如是BN、GaN、SiC、SiGe，这里没有给出完整列表。然而，也可以考虑GaAs。III/V和II/VI族混合晶体也是可能的。
这里的研究进展很快，因此未来肯定会在这方面开发出具有其它顺磁干扰中心的其它基底(D)。这将被本文所要求保护的技术教示涵盖。
外延层以及核磁动量(nucleus magnetic momentum)自由度
所提出的量子比特(QUB)通常包括优选地设置有外延层(DEPI)的基底(D)。在本公开的稍后部分，另外说明了具有借助于核磁动量相互作用的核量子点(CI)的类似地构造的核量子比特(CQUB)。优选地，外延层(DEPI)或者甚至整个基底(D)由同位素混合物制成，其中该同位素混合物的单个同位素优选地不具有磁矩。在金刚石作为基底(D)的情况下，12C碳同位素因为不具有磁矩而特别适于生产外延层(DEPI)和/或基底(D)。在硅作为基底(D)的材料的情况下，硅同位素28Si特别适于制造外延层(DEPI)和/或基底(D)，因为它也不具有磁矩。如果碳化硅(名称：SiC)被用作基底(D)和/或外延层(DEPI)的材料，同位素化合物28Si12C特别适合作为基底(D)和/或外延层(DEPI)的材料。因此，一般而言，可以要求优选地至少在顺磁中心或量子点(NV)或者也将在下面说明的顺磁核中心以及由此的核量子点(CI)附近的外延层(DEPI)或基底(D)的材料的原子应该只包括没有原子核的磁矩的同位素。由于元素周期表第III主族和元素周期表第V主族的原子通常不具有没有磁矩的稳定同位素，因此考虑没有磁矩的同位素的混合物和/或化合物，例如，第VI主族的例如12C、14C、28Si、30Si、70Ge、72Ge、74Ge、76Ge、112Zn、114Zn、116Zn、118Zn、120Zn、122Zn、124Zn和/或第VI主族16O、18O、32S、34S、36S、74Se、76Se、78Se、80Se、82Se、120Te、122Te、124Te、126Te、128Te、130Te和/或第II主族24Mg、26Mg、40Ca、42Ca、44Ca、46Ca、48Ca、84Sr、86Sr、88Sr、130Ba、132Ba、134Ba、136Ba、138Ba和/或第II副族46Ti、48Ti、50Ti、90Zr、90Zr、92Zr、94Zr、96Zr、174Hf、176Hf、178Hf和/或第IV副族50Cr、52Cr、53Cr、92Mo、94Mo、96Mo、98Mo、100Mo、180W、182W、184W、186W和/或第IV副族54Fe、56Fe、58Fe、96Ru、98Ru、100Ru、102Ru、104Ru、184Os、186Os、188Os、190Os、192Os和/或第VIII副族58Ni、60Ni、62Ni、64Ni、102Pd、102Pd、104Pd、106Pd、108Pd、110Pd、190Pt、192Pt、194Pt、196Pt、198Pt和/或第X副族64Zn、66Zn、68Zn、70Zn、106Cd、108Cd、110Cd、112Cd、114Cd、116Cd、196Hg、198Hg、200Hg、202Hg、204Hg和/或镧系元素136Ce、138Ce、140Ce、142Ce、142Nd、144Nd、146Nd、148Nd、150Nd、144Sm、146Sm、148Sm、150Sm、152Sm、154Sm、152Gd、154Gd、156Gd、158Gd、160Gd、156Dy、158Dy、160Dy、162Dy、164Dy、162Er、164Er、166Er、168Er、170Er、168Yb、170Yb、172Yb、174Yb、176Yb和/或锕系元素232Th、234Pa、234U、238U、244Pu的同位素。应当考虑，某些可能的材料，例如54Fe和/或56Fe和/或58Fe同位素的某些晶体结构，可能会表现出铁磁特性或通常也应当避免的其它干扰性集体磁效应。优选地，使用半衰期超过106年的稳定同位素。当然，也可以使用没有磁矩的不稳定同位素。因此，以上列表和下列表格仅包括这些优选使用的稳定同位素。要求保护的技术教示还包括没有核磁矩的不稳定磁同位素。
对于天然同位素混合物，没有磁矩的同位素的比例K0G和有磁矩的同位素的比例K1G相对于各个元素的原子总量的下述分布作为权利要求书中的各个元素的自然同位素分布的基础：
元素的同位素总量中没有核磁矩μ的同位素的比例的自然分布列表
当在本文中提到没有磁矩的同位素或没有核磁矩μ的同位素时，这意味着该同位素本质上具有几乎为零的核磁矩μ。相反，具有磁矩或在概念上等同于核磁矩μ的同位素具有非零的核磁矩。这样，它们可以与具有核磁矩的其它同位素相互作用并因此与它们耦合和/或纠缠。
第IV主族
对于碳(C)：
对于硅(Si)：
对于锗(Ge)：
对于锡(Sn)：
第VI主族
对于氧(O)：
对于硫(S)：
对于硒(Se)：
对于碲(Te)：
第II主族
对于镁(Mg)：
对于钙(Ca)：
对于锶(Sr)：
对于钡(Ba)：
第II副族
对于钛(Ti)：
对于锆(Zr)：
对于铪(Hf)：
第IV副族
对于铬(Cr)：
对于钼(Mo)：
对于钨(W)：
第VI副族
对于铁(Fe)：
对于钌(Ru)：
对于锇(Os)：
第VIII副族
对于镍(Ni)：
对于钯(Pd)：
对于铂(Pt)：
第X副族
对于锌(Zn)：
对于镉(Cd)：
对于汞(Hg)：
镧系元素：
对于铈(Ce)：
对于钕(Nd)：
对于钐(Sm)：
对于钆(Gd)：
对于镝(Dy)：
对于铒(Er)：
对于镱(Yb)：
锕系元素：
对于钍(Th)：
对于镤(Pa)
对于铀(U)：
对于钚(Pu)：
根据本方案的示例性基底(D)的结构
基底(D)因此包含元素。基底(D)的这些元素的同位素优选至少在某些区域不具有核磁矩μ。例如，如果需要，如果基底(D)例如以相同材料的外延层(DEPI)的形式覆盖有功能层，则基底(D)可以具有例如同位素的天然组成以及由此具有磁矩的同位素，则该基底具有以下特性：外延层(DEPI)的这些元素的同位素至少局部地基本上不具有磁核矩μ。然后在该外延层(DEPI)中制造下面所述的量子点(NV)和核量子点(CI)，该外延层的厚度应当大于两个量子点(NV)之间的电子-电子耦合距离并且大于量子点(NV)和核量子点(CI)之间的原子核-电子耦合距离。术语“基本上”在这里是指作为基底(D)或外延层(DEPI)的一部分的元素的具有磁矩的同位素相对于作为基底(D)的一部分的该元素的100％的总比例K1G或者作为基底(D)或外延层(DEPI)的组成部分的元素的具有磁矩的同位素的总比例K1G相比于上述表格中所示的总自然比例K1G减少至作为基底(D)或外延层(DEPI)的组成部分的元素具有磁矩的同位素相比于作为基底(D)或外延层(DEPI)的组成部分的100％的该元素的比例K1G’。因而，在用作量子点(NV)的顺磁扰动(NV)和/或用作核量子点(CI)的核自旋的作用区域中，该比例K1G’比用于基底(D)或外延层(DEPI)的各个元素的总自然比例K1G小50％，更好地小20％，更好地小10％，更好地小5％，更好地小2％，更好地小1％，更好地小0.5％，更好地小0.1％。
这里不考虑核量子点的原子，因为它们的磁矩是预期的。
在碳化硅作为基底(D)或外延层(DEPI)的材料的情况下，优选28Si原子的基底中的V中心。参见D.Riedel、F.Fuchs、H.Kraus、S.Vath、A.Sperlich、V.Dyakonov、A.A.Soltamova、P.G.Baranov、V.A.Ilyin、G.V.Astakhov等人的文章“Resonantaddressing and manipulation of silicon vacancy qubits in silicon carbide(碳化硅中的谐振寻址和硅空位量子比特的操作)”arXiv:1210.0505v1[cond-mat.mtrl-sci]2012年10月1日。在通过高压工艺从作为碳溶剂的熔融金属中提取的工业金刚石作为基底(D)的情况下，这些基底(D)通常仍然含有特别是具有强磁矩的诸如铁或镍等杂质原子形式的铁磁性杂质。该寄生磁场会极大地影响量子点(NV)并使它们无法使用。因此，当在金刚石中使用顺磁性杂质(NV1)时，优选使用由12C原子制成的同位素纯金刚石，因为它们也没有磁矩。由于同位素纯28Si硅晶圆或例如12C碳原子的没有磁矩的原子的同位素纯金刚石非常昂贵，因此标准硅晶圆或标准SiC晶圆或工业金刚石表面上生长所需的没有核磁矩的同位素的所需材料的同位素纯外延层(DEPI)是合理的。作者尚未详细研究该外延层(DEPI)的厚度。几微米似乎是合适的，但可能几个原子层就足够了，因为核自旋的相互作用范围非常小。因此，外延层(DEPI)的厚度应该至少大于核量子点(CI)的核自旋的相互作用范围和/或更好地大于核量子点(CI)的核自旋的相互作用范围的两倍和/或更好地大于核量子点(CI)的核自旋的相互作用范围的五倍和/或更好地大于核量子点(CI)的核自旋的相互作用范围的十倍和/或更好地大于核量子点(CI)的核自旋的相互作用范围的二十倍和/或更好地大于核量子点(CI)的核自旋的相互作用范围的五十倍和/或更好地大于核量子点(CI)的核自旋的相互作用范围的一百倍。根据基底(D)的类型，应当使用不同厚度的外延层(DEPI)进行最小化外延层(DEPI)厚度的实验作为返工的一部分，以确定用于预期应用的最佳层厚度。优选地，外延层(DEPI)是同位素纯的具有核磁矩的同位素或者不含有具有核磁矩的同位素。这使得在顺磁中心(NV1)的量子点和核自旋的核量子点(CI)(一方面)与来自顺磁中心的这些量子点(NV)或来自核自旋的这些核量子点(CI)附近的基底(D)的原子(另一方面)之间的相互作用更不容易产生。这会增加量子点(NV)或核量子点(CI)的相干时间。在该外延层(DEPI)的例如使用CVD工艺的沉积期间，可以选择性地在外延层(DEPI)的材料中掺杂杂质原子，以实现费米能级的有利位置并在制造期间提高量子点(NV)的产量。优选地，这种掺杂是用没有磁矩的同位素或在使得掺杂原子的原子核的磁矩μ对量子点(NV)和/或核量子点(CI)基本上没有影响的距离处进行的。优选地，掺杂有展现核磁矩μ的杂质原子的基底(D)的区域与相关的量子点(NV)和/或核量子点(CI)之间的最小距离(ddot)至少大于量子点(NV)彼此之间和/或核量子点(CI)彼此之间和/或核量子点与量子点之间的磁矩的相互作用范围。这里提到的最大的相互作用范围(即，首先是量子点(NV)彼此之间的磁矩的相互作用范围，其次是核量子点(CI)彼此之间的相互作用范围，再次是核量子点(CI)与量子点(NV)之间的最大相互作用范围)因此确定掺杂有具有核磁矩μ的杂质原子的基底(D)的区域(一方面)与相关的量子点(NV)和/或核量子点(CI)(另一方面)之间的间隔(ddot)的最小距离(ddotmin)至少大于量子点(NV)自身之间和/或核量子点(CI)自身之间和/或核量子点与量子点之间的磁矩的相互作用范围。为了该目的，稍后说明。优选地，该距离(ddot)大于最小距离(ddotmin)和/或更好地大于最小距离(ddotmin)的两倍和/或更好地大于最小距离(ddotmin)的五倍和/或更好地大于最小距离(ddotmin)的十倍和/或更好地大于最小距离(ddotmin)的二十倍和/或更好地大于最小距离(ddotmin)的五十倍和/或更好地大于最小距离(ddotmin)的一百倍和/或更好地大于最小距离(ddotmin)的两百倍和/或更好地大于最小距离(ddotmin)的五百倍。然而，如果距离过大，量子点(NV)的位置和/或核量子点(CI)的位置处的费米能级将不再受到影响。对于特定的建设性案例，建议借助于实验设计(统计实验设计)来获得良好的结果。在本发明的阐述过程中，已经证明了用没有磁矩的杂质原子掺杂量子点(NV)和/或核量子点的区域，并在距量子点(NV)和/或核量子点(CI)较大的距离处进行接触掺杂或接触注入，只要这些接触未被放置在两个耦合的量子点(NV1,NV2)之间。例如，在12C金刚石的情况下，在作为量子点(NV)的NV中心附近掺杂32S硫同位素是特别有益的。
本发明意义上的量子比特
根据本公开的量子比特(QUB)包括至少一个具有量子点类型的量子点(NV)。量子点类型决定了量子点是什么类型。例如，这种意义上的G中心是与SiV中心不同的量子点类型。优选地，量子点(NV)是优选在优选地磁中性原子的单一晶体中的顺磁中心。非常优选地，其是作为基底(D)的晶体中的杂质中心。由于非磁性质，因此优选硅晶体、碳化硅晶体、金刚石晶体作为基底(D)的材料，其又进而至少在量子点(NV)的区域或核量子点(CI)的区域中优选为同位素纯的，分别没有基底(D)的材料的同位素的磁核动量。尽管这里的重点是金刚石中的NV中心或硅中的G中心或碳化硅中的V中心，但是如果合适的话，还包括杂质中心、晶体和材料的其它组合。晶体和材料适合作为基底(D)和/或外延层材料(DEPI)的特征是，对于这样的不期望的同位素，至少在它们的材料中的量子点(NV)和/或核量子点(CI)的区域中，它们基本上没有核磁矩μ不同于零的同位素。优选地，例如，量子点(NV)和/或核量子点(CI)的相关区域中的金刚石晶体由12C碳同位素构成。优选地，例如，量子点(NV)和/或核量子点(CI)的相关区域中的硅晶体由28Si硅同位素构成。优选地，例如，量子点(NV)和/或核量子点(CI)的相关区域中的碳化硅晶体由12C碳同位素和28Si硅同位素构成，并由此优选表示化学计量的同位素式28Si12C。优选地，考虑金刚石晶体或考虑硅晶体或考虑碳化硅晶体在量子点(NV)区域中没有任何其它干扰。在作为基底(D)的金刚石晶体的情况下，量子点优选为NV中心(NV)。在硅晶体的情况下，量子点优选为G中心(NV)。在碳化硅晶体的情况下，量子点优选为V中心(NV)。诸如SiV中心和/或ST1中心等其它中心或者其它合适的顺磁性杂质也可以用作金刚石中的量子点(NV)。硅中的除G中心以外的中心和合适的顺磁干扰位点也可以用作硅中的量子点(NV)。碳化硅中的除V中心以外的中心和合适的顺磁干扰位点也可以用作碳化硅中的量子点(NV)。如果使用硅作为基底(D)，例如，磷原子也可以被认为是量子点(NV)。
毕竟，为了能够使用不太适合的材料作为基底(D)，例如具有具有磁动量的硅原子的用于CMOS晶圆生产的通常的标准硅晶圆，外延层(DEPI)优选但非必须地例如借助于CVD沉积沉积在基底(D)上。优选地，该外延层(DEPI)是同位素纯的和/或不含具有磁动量的同位素，不包括形成稍后讨论的核量子点(CI)的同位素。优选地，在硅晶体作为基底(D)的情况下，该外延层(DEPI)是同位素纯的和/或不含核磁动量，例如由28Si硅同位素制成。优选地，在金刚石晶体作为基底(D)的情况下，该外延层(DEPI)是同位素纯的和/或不含核磁动量，例如由12C碳同位素制成。优选地，在碳化硅晶体作为基底(D)的情况下，该外延层(DEPI)是同位素纯的和/或不含核磁动量，例如由28Si硅同位素和12C碳同位素制成。
用于量子点的操作的装置
现在的决定性因素是与适于在量子点(NV)的位置处产生圆极化电磁辐射场，特别是圆极化微波场(BMW)的设备的组合。在现有技术中，宏观线圈通常用于此目的。该技术的优点是可以很好地计算亥姆霍兹线圈的场并且该场是非常均匀的。然而，这种技术的缺点是圆极化电磁波场会影响多个量子点(NV)，与圆极化波场的波长相比，这些量子点通常间隔很近。在现有技术中，通常用于将微波辐射照射到量子点中的这些器件通常以相同的方式同等地影响器件的所有量子点。本文提出的方案避免了这种情况。这里，量子点被放置在一条或多条电气线路(LH、LV)的近场中。
这种装置如图1所示。
如果存在的话，基底(D)和/或外延层(DEPI)具有表面(OF)。出于本公开的目的，引线(LH、LV)及其绝缘层(IS)通常位于表面(OF)上方。
如本文所述，如果存在的话，量子点(NV)优选是作为量子点(NV)被放置在基底(D)和/或外延层(DEPI)中的顺磁中心(NV)。优选地，基底(D)为金刚石，并且量子点(NV)为NV中心或ST1中心或L2中心或者优选为硅，并且量子点(NV)为G中心或者优选为碳化硅，并且量子点(NV)是V中心。
为了说明几何构造，需要能够精确说明量子点(NV)和表面(OF)之间的距离(d1)以及位于该距离的用于量子点(NV)与其它量子物体的操纵和纠缠的装置。
为此，沿着从量子点(NV)的位置到基底(D)的表面(OF)和/或外延层(DEPI)的表面(OF)的假想垂线(LOT)引入假想垂线(如果存在的话)，其可以沿着这条假想垂线(LOT)沉淀。则假想垂线(LOT)在垂点(LOTP)处虚拟地穿过基底(D)和/或外延层(DEPI)的表面(OF)(如果存在的话)。
适于产生圆极化电磁波场，特别是圆极化微波场(BMW)的装置则优选位于基底(D)和/或外延层(DEPI)的表面(如果存在的话)上，并且特别是在垂点(LOTP)附近或在垂点(LOTP)处。这里，附近是指装置被放置得靠近量子点(NV)以使得其能够按预期影响量子点(NV)，以使量子机械操作在有限时间内是可能的，从而能够在相干性失败之前执行足够的操作。然后，优选地，该装置位于表面(OF)上的垂点(LOTP)处的量子点(NV)的正上方。
第二特征现在涉及适于产生圆极化电磁波场，特别是圆极化微波场(BMW)的该装置的具体实施例。提出以水平线(LH)和垂直线(LV)的形式实现该装置。这里，术语“水平”和“垂直”应该被理解为某些术语名称的一部分。稍后，将介绍与这些线相关联的水平流和垂直流。
由于水平线(LH)和垂直线(LV)构成所述装置，因此它们现在位于基底(D)的表面(OF)和/或外延层(DEPI)的表面(OF)(如果存在的话)上。水平线(LH)和垂直线(LV)在垂点(LOTP)附近或在垂点(LOTP)处以非零交叉角(α)相交。优选地，交叉角(α)是90°的直角或π/2。水平线(LH)和垂直线(LV)优选相对于量子点(NV)的轴线具有45°角，以将水平线和垂直线(LV)的磁场线相加。
基底(D)的晶体的取向示例
在使用金刚石作为基材(D)以及使用NV中心作为量子点(NV)的情况下，优选(111)、(100)或(113)金刚石。相对于这些晶体曲面法线方向，NV中心的方向倾斜53°。
在使用硅作为基底(D)以及使用G中心作为量子点(NV)的情况下，优选使用(111)、(100)或(113)硅晶体。对于这些晶体曲面法线方向，G中心的方向倾斜一个角度。
在使用碳化硅作为基底(D)以及使用V中心作为量子点(NV)的情况下，优选使用(111)、(100)或(113)碳化硅晶体。对于这些晶体曲面法线方向，V中心的方向倾斜一个角度。
引线绝缘
例如，水平线(LH)借助于电绝缘而与垂直线(LV)电绝缘是有用的。优选地，水平线(LH)借助于电绝缘(IS)与垂直线(LV)电绝缘。此外，水平线(LH)例如借助于又一绝缘与基底(D)电绝缘是有用的。因此，垂直线(LV)例如通过又一绝缘而相对于基底(D)电绝缘通常也是有用的。在这种情况下，优选地，两个绝缘也可以优选地实现上述三个绝缘中的一者的绝缘功能。
背面触点
优选地，基底(D)电连接到具有限定电位的可选背面触点(BSC)。背面触点(BSC)优选位于基底(D)的与具有水平线(LH)和垂直线(LV)的表面(OF)相反的表面上。经由背面触点(BSC)，下面提到的光电流(Iph)可以与下文中提到的屏蔽线(SH1、SH2、SH3、SH4、SV1、SV2)的触点交替地或并行地被读出，并且可以由下文提到的控制装置(μC)和分配给它的测量装置来提供给评估。
绿光作为激发辐射
在下面所述的操作过程中，“绿光”被用于复位量子点(NV)。术语“绿光”在本文应当从功能上理解。如果使用除金刚石中的NV中心以外的其它杂质中心，例如硅中的G中心或碳化硅中的V中心，则可以使用其它波长的光或电磁辐射，但这在本文也被称为“绿光”。为了使该绿光到达量子点(NV)，水平线(LH)和垂直线(LV)的结构应当允许绿光在各个量子点(NV)的方向上穿过。可选择地，可以想到从基底(D)的背面供给“绿光”，使得“绿光”不必穿过水平线(LH)和垂直线(LV)。
ZPL的波长以及激发辐射的示例性波长的表格
该表格只是一些可能的顺磁中心的示例性汇编。其它材料中的其它顺磁中心的功能等效使用显然是可能的。激发辐射的波长也是示例性的。如果其它波长比要被激发的ZPL的波长更短，则通常也可以使用其它波长。
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控制线的透明度
另一个简单的选择是对“绿光”透明的水平线(LH)和/或垂直线(LV)。为此，特别是水平线(LH)和/或垂直线(LV)优选包括对绿光光学透明的导电材料。特别地，推荐使用氧化铟锡(常用缩写ITO)。这里重要的是稍后所述的量子点(NV)或核量子点(CI)与引线(LH，LV)材料之间的距离大于引线(LH，LV)材料的同位素的核磁动量与量子点(NV)之间的最大相互作用距离。事实上，不幸的是，铟(IN)和锡(Sn)两者都没有无核磁矩的天然稳定同位素。例如，可以通过28Si同位素和16O同位素的足够厚的二氧化硅层来建立合适的距离，作为一方面的引线(LH，LV)与另一方面的其原子核没有核磁矩的基底(D)之间的绝缘。
此外，可以构想水平线(LH)和/或垂直线(LV)由当温度低于临界温度(即，转变温度(Tc))时就成为超导的材料制成。通常，超导体是非透明的。如果要从顶侧提供光，则开口可以被设置在水平线(LH)和/或垂直线(LV)中，而非使用ITO来允许光穿过。然而，由于尺寸小，这仅在非常有限的范围内是可能的。也可以想到将水平线(LH)和/或垂直线(LV)制造为多个平行引导线的逐段的组合。当使用超导体来制造水平线(LH)和/或垂直线(LV)时，开口的引入和/或多条线的平行布线很重要，特别是为了防止所谓的钉扎。这用于防止磁通量子的冻结，并由此能够实现完全的磁复位。
如前所述，所提出的量子比特(QUB)具有带有水平线(LH)和带有垂直线(LV)的表面(OF)。类似地，所提出的量子比特(QUB)具有与表面(OF)相反的底面(US)。另一种保证光通向量子比特(QUB)的量子点(NV)的方法是安装量子比特(QUB)，使得“绿光”能够以其能够到达并影响量子点(NV)的方式照射量子比特(QUB)的底面(US)。为此，基底(D)的材料对于“绿光”的泵浦辐射波长的透明度当然是先决条件。如有必要，基底(D)必须例如通过抛光和/或湿化学蚀刻和/或等离子蚀刻至少局部地被减薄，使得“绿光”从与表面(OF)相反的表面进入量子点(NV)时的总衰减足够低。
在本文所讨论的示例中，优选以金刚石和硅以及碳化硅的基底(D)作为三个示例，这已经建立了优选的量子点类型类别。此外，假定量子点(NV)优选为顺磁中心(NV)。还假定：根据特定示例，基底(D)包括金刚石或硅或碳化硅，并且在示例性金刚石的情况下，量子点(NV)是示例性NV中心，或者在示例性硅的情况下是示例性G中心，或者在示例性碳化硅的情况下是示例性V中心。然而，本发明不限于这三个示例。在本文中，超集量子点(NV)的相同的附图标记(NV)始终分别用于术语量子点(NV)和术语顺磁中心(NV)以及术语NV中心(NV)或G中心或V中心。如上所述，可以使用由具有其它顺磁中心的其它材料制成的其它基底(D)，这继而又限定了其它量子物体类型。此外，可以使用硅或碳化硅或金刚石中的其它杂质中心，这继而又限定了其它量子物体类型。然后，可能需要调整波长和频率。这里，作为一个示例，具有金刚石中的NV中心的系统优选被描述为一方面的基底(D)或外延层(DEPI)的材料与另一方面的这些材料中的顺磁性杂质的其它可能的组合的代表。
因此，替代地，也可以想到基底(D)包括硅并且量子点(NV)是G中心或其它合适的杂质中心。
因此，替代地，也可以想到基底(D)包括碳化硅并且量子点(NV)是V中心或其它合适的杂质中心。
因此，替代地，也可以想到基底(D)包括金刚石并且量子点(NV)是SiV中心或ST1中心或L2中心或其它合适的杂质中心。
一般而言，也因此考虑金刚石中的其它杂质中心和杂质以及晶格缺陷。各种结果表明，如果基底(D)包括金刚石，则量子点(NV)应该优选包括空位。因此，作为示例性基底(D)的金刚石中的量子点(NV)应该包括例如Si原子或Ge原子或N原子或P原子或As原子或Sb原子或Bi原子或Sn原子或Mn原子或F原子或在示例性金刚石中产生具有顺磁行为的杂质中心的其它原子。
因此，作为基底(D)的硅中的量子点(NV)则应该具有在示例性硅晶体中产生具有顺磁行为的杂质中心的例如在间隙位置上的Si原子和/或在间隙位置上的C原子或作为取代硅原子的原子。参见论文D.D.Berhanuddin，“Generation and characterization ofthe carbon G-center in silicon(硅中碳G中心的生成和表征)”，博士论文URN：1456601S，萨里大学，2015年3月。
因此，例如，作为基底(D)的碳化硅中的量子点(NV)则应该具有VSi中心或具有顺磁行为的其它杂质中心。
在本公开的后面部分，将使用核量子点(CI)进一步说明核量子比特(CQUB)。
在使用金刚石中的NV中心作为量子点(NV)的情况下，为了制造具有核量子点(CI)的这些核量子比特(CQUB)以及作为基底(D)的金刚石中的NV中心(NV)，如果所讨论的量子点(NV)是具有15N同位素作为氮原子或具有14N同位素作为氮原子的NV中心，则它是有用的。在这种情况下，特别优选使用15N同位素。也可以想到使用同位素纯12C金刚石，并将一个或多个13C碳同位素植入或沉积或放置在量子点(NV)的附近，即在有效范围内。非常优选地，这些13C同位素中的10-100个被放置在此位置。“附近”在此处被理解为意味着一个或多个13C原子的核自旋的磁场能够影响量子点(NV)的电子构型的自旋，并且量子点(NV)的电子构型的自旋能够影响这些13C同位素中的一个或多个的核自旋。这使得金刚石中的核电子量子寄存器(CEQUEREG)成为可能。
在使用硅中的G中心作为量子点(NV)的情况下，为了制造具有核量子点(CI)的这些核量子比特(CQUB)以及作为基底(D)的硅中的G中心(NV)，如果所讨论的量子点(NV)是在作为量子点(NV)的G中心的影响区域中具有作为碳原子的一个或多个13C同位素和/或具有作为硅原子的29Si同位素的G中心，则是有用的。特别优选使用13C同位素。也可以想到使用同位素纯28Si晶圆或外延同位素纯28Si(DEPI)层，并将一个或多个29Si硅同位素植入或沉积或放置在量子点(NV)的附近，即在影响区域内。非常特别优选将这些29Si同位素中的10-100个放置在该位置。“附近”在此处被理解为意味着一个或多个29Si原子的核自旋的磁场能够影响量子点(NV)的电子构型的自旋，并且量子点(NV)的电子构型的自旋能够影响这些29Si同位素中的一个或多个的核自旋。因此，硅中的核电子量子寄存器(CEQUEREG)成为可能。
在使用碳化硅中的V中心作为量子点(NV)的情况下，为了制造具有核量子点(CI)的这些核量子比特(CQUB)以及作为基底(D)的碳化硅中的V中心(NV)，如果所讨论的量子点(NV)是在作为硅原子的V中心的作用区域中具有作为碳原子的一个或多个13C同位素和/或具有作为硅原子的一个或多个29Si同位素的V中心，则是有用的。特别优选使用13C同位素和/或29Si同位素。还可以想到使用同位素纯28Si12C碳化硅晶圆或外延同位素纯28Si12C(DEPI)层，并将一个或多个29Si硅同位素和/或13C碳同位素植入或沉积或放置在量子点(NV)的附近，即在作用区域中。非常优选地，这些29Si硅同位素和/或13C碳同位素中的10-100个被放置在该位置处。“附近”在此处被理解为意味着一个或多个29Si原子和/或13C原子的核自旋的磁场能够影响量子点(NV)的电子构型的自旋，并且量子点(NV)的电子构型的自旋能够影响这些29Si硅同位素和/或13C碳同位素中的一个或多个的核自旋。因此，碳化硅中的核电子量子寄存器(CEQUEREG)成为可能。这里参见Stefania Castelletto和AlbertoBoretti的论文，“Silicon carbide color centers for quantum applications(用于量子应用的碳化硅色心)”2020年1月.Phys.Photonics2022001，该文提到了其它可能的杂质中心。如果使用其它元素来创建杂质中心，则可以使用具有磁矩的这些元素的同位素以类似的方式创建核量子点。
更一般地，因此可以限定基于金刚石的量子比特(QUB)，其中量子比特(QUB)的量子点类型的特征在于：基底(D)包括金刚石材料，并且具有核自旋的一个或多个同位素位于量子点(NV)附近。此处的“附近”则将再次被理解为使得一个或多个同位素的核自旋的磁场能够影响量子点(NV)的电子构型的自旋，并且量子点(NV)的电子构型的自旋能够影响这些同位素中的一个或多个的核自旋。
因此，以非常一般的类似方式，可以限定硅基量子比特(QUB)，其中量子比特(QUB)的量子点类型的特征在于：基底(D)包括硅材料，并且具有核自旋的一个或多个同位素位于量子点(NV)附近。此处的“附近”则将再次被理解为使得一个或多个同位素的核自旋磁场能够影响量子点(NV)的电子构型的自旋，并且量子点(NV)的电子构型的自旋能够影响这些同位素中的一个或多个的核自旋。
同样地，那么，一般而言，基于碳化硅的量子比特(QUB)能够由此以类似的方式限定，其中量子比特(QUB)的量子点类型的特征在于：基底(D)包括碳化硅材料，并且具有核自旋的一个或多个同位素位于量子点(NV)附近。这里，“附近”再次被理解为意味着一个或多个同位素的核自旋的磁场能够影响量子点(NV)的电子构型的自旋，并且量子点(NV)的电子构型的自旋能够影响这些同位素中的一个或多个的核自旋。
由于同位素纯金刚石非常昂贵，如果量子比特(QUB)的量子点(NV)的量子点类型的特征在于基材(D)包括金刚石材料并且金刚石材料包括基本上是12C同位素构成的外延生长的同位素纯层(DEPI)，则是有用的。这可以例如通过CVD和其它沉积方法被沉积在用作基底(D)的硅晶圆的原始表面上。在这种情况下，基本上意味着，将相比于上述表格中所示的自然总比例K1G的作为基底(D)的一部分的具有磁矩的C同位素的基于作为基底(D)的一部分的100％的C原子的总比例K1G'减少至相比于在上面表格中所给出的自然总比例K1G的作为基底(D)的一部分的具有磁矩的C同位素的基于作为基底(D)的一部分的100％的C同位素的比例K1G'。因此，优选地，在用作量子点(NV)的顺磁性杂质(NV)和/或用作核量子点(CI)的核自旋的作用区域中，该比例K1G'与用于基底(D)的C同位素上具有磁矩的C同位素的自然总比例K1G相比小于50％、更好地小于20％、更好地小于10％、更好地小于5％、更好地小于2％、更好地小于1％、更好地小于0.5％、更好地小于0.2％、更好地小于0.1％。在确定比例K1G'时，不考虑核量子点(CI)的具有磁矩的C原子，因为它们的磁矩毕竟是有意的而非寄生的。
由于同位素纯硅晶圆非常昂贵，如果量子比特(QUB)的量子点(NV)的量子点类型的特征在于基底(D)包括硅材料并且硅材料包括基本上是28Si同位素的外延生长的同位素纯层(DEPI)，则是有用的。这可以例如通过CVD和其它沉积方法而被沉积在用作基底(D)的硅晶圆的原始表面上。这里，基本上意味着，将相比于上述表格中所指出的自然总比例K1G的作为基底(D)的一部分的具有磁矩的Si同位素的相对于作为基底(D)的一部分的100％的Si原子的总比例K1G'减少至相比于在上面表格中所示出的自然总比例K1G的作为基底(D)的一部分的具有磁矩的Si同位素的相对于作为基底(D)的一部分的100％的Si同位素的比例K1G'。因此，优选地，在用作量子点(NV)的顺磁性杂质(NV)和/或用作核量子点(CI)的核自旋的作用区域中，该比例K1G'与用于在基底(D)的Si同位素上的具有磁矩的Si同位素的自然总比例K1G相比小于50％、更好地小于20％、更好地小于10％、更好地小于5％、更好地小于2％、更好地小于1％、更好地小于0.5％、更好地小于0.2％、更好地小于0.1％。在确定比例K1G'时，不考虑核量子点(CI)的具有磁矩的Si原子，因为它们的磁矩是有意的而非寄生的。
由于同位素纯碳化硅晶圆也非常昂贵，如果碳化硅基底(D)中的量子比特(QUB)的量子点(NV)的量子点类型的特征在于基底(D)包括碳化硅材料并且碳化硅材料包括基本上是28Si同位素和12C同位素的外延生长同位素纯层(DEPI)，则是有用的。这可以例如通过CVD和其它沉积方法而被沉积在用作基底(D)的碳化硅晶圆的原始表面上。本质上，这意味着相比于上述表格中所指出的自然总比例K1G，将作为基底(D)的一部分的具有磁矩的Si同位素和具有磁矩的C同位素的基于作为基底(D)的一部分的100％的Si原子和100％的C原子的总比例K1G'减少至均作为基底(D)的一部分的具有磁矩的Si同位素和具有磁矩的C同位素的同时相对于作为基底(D)的一部分的100％的Si同位素和相对于作为基底(D)的一部分的100％的C同位素的比例K1G'。优选地，该比例K1G'与用于在用作量子点(NV)的顺磁扰动(NV)和/或用作核量子点(CI)的核自旋的作用区域中的与基底(D)的Si同位素相关的具有磁矩的Si同位素和用于在用作量子点(NV)的顺磁扰动(NV)和/或用作核量子点(CI)的核自旋的作用区域中的与基底(D)的C同位素相关的具有磁矩的C同位素的总自然比例K1G相比小于50％、更好地小于20％、更好地小于10％、更好地小于5％、更好地小于2％、更好地小于1％、更好地小于0.5％、更好地小于0.2％、更好地小于0.1％。在确定比例K1G'时，不考虑具有磁矩的核量子点(CI)的Si原子或具有磁矩的核量子点(CI)的C原子，因为它们的磁矩毕竟需要核量子点(CI)成形，并因此是有意的而非寄生的。
为了使NV中心(NV)在作为基底(D)的金刚石中正常发挥作用，重要的是基底(D)，即金刚石，在NV中心(NV)附近是n型掺杂的，以使NV中心最有可能处于带负电状态，因为它捕获了多余的电子。这种认识是确保本文提出的方案的可生产性的最重要的因素之一。无论使用的基底和顺磁中心(NV)或用作量子点(NV)的量子点类型如何，为了不干扰量子点(NV)，所使用的掺杂剂应该不具有核自旋或只有微不足道的核自旋。对于金刚石中的NV中心，推荐在没有核自旋的，特别是具有32S同位素的量子点(NV)的区域中的掺杂，因为这些已经证明了其价值。一般而言，没有核自旋的同位素应该用于量子点(NV)区域中的掺杂。术语“区域”在本文应该被理解为用于直接或间接相互作用的相互作用区域。从一个量子物体-例如，一个量子点-直接与另一量子物体-例如，另一量子点-发生直接相互作用。在至少一个又一量子物体-例如，第三量子点-的帮助下进行间接相互作用。为此，参见下文中稍后所述的关于“量子总线”的解释。优选地，如果存在的话，量子点(NV)位于在基底(D)和/或外延层(DEPI)的表面(OF)下方的沿虚拟垂线(LOT)或多或少预定的第一距离(d1)处。优选地，该第一距离(d1)为2nm至60nm和/或更优选为5nm至30nm和/或为10nm至20nm，其中特别优选第一距离(d1)为5nm至30nm。
在半导体工业中，掺杂剂B、Al、Ga和In主要用于各种目的以在硅基底(D)中创建p型掺杂。硼、铝、镓和铟不具有足够长寿命的没有核磁矩的同位素。在半导体工业中，掺杂剂P、As、Sb、Bi、Li主要用于各种目的以在硅基底(D)中创建n型掺杂。磷、砷、锑、铋和锂也不具有足够长寿命的没有核磁矩得同位素。因此，在不引入寄生磁动量的情况下掺杂28Si硅基底(D)是一个严重的问题。
此外，对于硅中的G中心，量子点(NV)区域中的n型掺杂在没有核自旋的情况下并且特别是具有第六主族的稳定同位素是可能的。例如，120Te同位素和/或122Te同位素和/或124Te同位素和/或126Te同位素和/或128Te同位素和/或130Te同位素没有表现出核磁矩。碲是硅中的与导带边缘的距离为0.14eV的施主。钛同位素46Ti、48Ti、50Ti也适合出现在距硅中距导带边缘0.21eV的距离处。无论如何都是G中心的一部分的碳同位素12C和14C可以被认为是另一施主。此外，Se同位素74Se、76Se、78Se、80Se可以被认为是具有0.25eV的活化能的施主。同样地，距导带边缘0.32eV距离的Ba同位素130Ba、132Ba、134Ba、136Ba、138Ba也是可能的。因此，钡同位素130Ba具有1.6×1021年的半衰期，并由此在技术意义上与提到的其它Ba同位素一样稳定。硫同位素32S、34S和36S也适于距价带顶边0.26eV的能量距离。诸如锑的稳定同位素121Sb和123Sb以及磷的稳定同位素31P、以及砷的稳定同位素75As、以及铋的稳定同位素209Bi以及碲的两种稳定同位素123Te和125Te等硅中的n型掺杂剂的其它常见稳定的同位素表现出核磁矩，并由此不适用于改变量子点(NV)或核量子点(CI)附近的费米能级。然而，它们可以被认为是稍后将解释的潜在的核量子点(CI)。如果硅基底(D)作为CMOS工艺的一部分被掺杂，则掺杂有第III和第V主族的硅基半导体技术的标准掺杂剂的硅基底(D)与量子点(NV)或核量子点(CI)的区域之间应该保持距离，这排除了掺杂原子的磁动量与量子点(NV)和/或核量子点(CI)的任何破坏性寄生耦合。用于掺杂硅的这种标准掺杂剂包括B、Al、Ga、In、P、As、Sb、Bi和Li。已经表明，一方面量子点(NV)或核量子点(CI)与另一方面掺杂有这些标准掺杂剂的硅区域之间数μm的距离就足够了，考虑到CMOS工艺中的外扩散。如有必要，建议进行实验设计(DoE)实验，以根据所使用的半导体技术和应用需求使间隙最小化。因此，120Te、122Te、124Te、126Te、128Te、130Te、46Ti、48Ti、50Ti、12C、14C、74Se、76Se、78Se、80Se、130Ba、132Ba、134Ba、136Ba、138Ba、32S、34S和36S特别适合作为用于在量子点(NV)和/或核量子点(CI)耦合区域中掺杂硅基底(D)的n型掺杂剂。对于硅中的G中心，在量子点(NV)区域中用没有核自旋的同位素对硅基底(D)材料进行p型掺杂非常困难。代替第III主族的标准掺杂原子，必须使用其它同位素，因为这些第III主族的标准掺杂剂原子都具有核磁矩。一些能量较差的潜在掺杂剂仅是准稳定态的并且没有核磁矩。204Tl具有3.783(12)×1012年的半衰期，这使得它是准稳定态的。204Tl的磁矩μ仅为0.09。然而，对于0.3eV，受主能级已经离能带边缘多少有些远了。因此，用204Tl掺杂是很差，但是仍可能是适用的折衷方案。稳定的钯同位素102Pd、104Pd、106Pd、108Pd、110Pd以0.34eV的距价带顶边的能量距离导致没有核磁动量的p型掺杂。因此，钯是一个更好的折衷方案。没有核磁动量的铍同位素10Be也是亚稳定的，它具有1.51(4)×106年的半衰期。在硅中，铍用作具有在距价带顶边的0.42eV和0.17eV处的带隙中的两个能级的受体。因此，放射性铍10<Be是非常好的折衷方案，用于在量子点(NV)或核量子点(CI)区域中对硅基底(D)的硅进行p型掺杂。因此，本文准备过程中的一个关键发现是：在量子点(NV)和/或核量子点(CI)的耦合区域中的硅基底(D)的材料与没有核磁矩的同位素或者与作为折衷方案的具有小于μ＝0.1的核矩的同位素的掺杂。已经认识到，当这些同位素不具有核磁矩μ时，用半衰期长于105年的第三主族的亚稳定的同位素掺杂硅基底(D)的硅材料是特别优选的，以在量子点(NV)的耦合区域和/或核量子点(CI)的耦合区域中实现硅基底(D)的材料的p型掺杂。
诸如硼同位素10B或铝同位素26Al等其它稳定同位素表现出整数磁矩μ，并因此与量子点(NV)和核量子点(CI)寄生耦合。
因此，10Be、102Pd、104Pd、106Pd、108Pd、110Pd、204Tl适用于产生硅基底(D)的p型掺杂，尤其是28Si硅基底和28Si外延层(DEPI)，因为它们没有磁动量(10Be、102Pd、104Pd、106Pd、108Pd、110Pd)或像204Tl一样具有非常低的磁矩。
诸如硼的稳定同位素11B、镓的稳定同位素69Ga和71Ga、铟的稳定同位素113In以及铊的稳定同位素203Tl和205Tl等硅中p型掺杂剂的其它常见稳定的同位素表现出显著的核磁矩，并且不容易适于在量子点(NV)附近或在核量子点(CI)附近改变费米能级，并由此不容易适用。然而，它们确实有资格作为潜在的核量子点(CI)，这将在后面解释。参见H.R.Vydyanath、J.S.Lorenzo、F.A.
的文章“Defect pairing diffusion，andsolubility studies in selenium-doped silicon(硒掺杂硅中的缺陷配对扩散和溶解度研究)”，Journal of Applied Physics 49，5928(1978年)，https://doi.org/10.1063/1.324560。
一般而言，没有磁矩的同位素将用于在量子点(NV)或核量子点(CI)的区域中掺杂。术语“区域”在本文应该理解为用于以耦合的形式直接或间接相互作用的相互作用区域。从一个量子物体-例如，量子点(NV)或核量子点(CI)-直接与另一量子物体-例如，另一量子点-进行直接相互作用。在至少一个其它量子物体-例如，第三量子点-的帮助下发生间接相互作用。为此，参见下文稍后所述的关于“量子总线”的解释。优选地，如果存在的话，量子点(NV)位于基底(D)和/或外延层(DEPI)的表面(OF)下方沿虚拟垂线(LOT)或多或少预定的第一距离(d1)处。优选地，该第一距离(d1)为2nm至60nm和/或更优选为5nm至30nm和/或为10nm至20nm，其中特别优选第一距离(d1)为5nm至30nm。
为了减少甚至避免量子比特(QUB)的控制信号耦合到器件的其它量子比特(QUB2)中，通过微带线(也称为微带传输线)将场扩展(field expansion)降至最小是有用的。因此，本文提出了一种量子比特(QUB)，其中水平线(LH，LH1)和垂直线(LV，LV1)分别是各个微带线的一部分和/或各个三板线的一部分。在使用微带线的情况下，垂直微带线则包括第一垂直屏蔽线(SV1)和垂直线(LV)，并且水平微带线包括第一水平屏蔽线(SH1)和水平线(LH)。
在三板线的情况下，垂直三板线包括第一垂直屏蔽线(SV1)和第二垂直屏蔽线(SV2)以及垂直线(LV)。在这种情况下，垂直线(LV)优选至少部分地在第一垂直屏蔽线(SV1)和第二垂直屏蔽线(SV2)之间延伸。
在这种情况下，水平三板线优选地包括第一水平屏蔽线(SH1)和第二水平屏蔽线(SH2)以及水平线(LV)，该水平线至少部分地在第一水平屏蔽线(SH1)和第二水平屏蔽线(SH2)之间延伸。
优选地，但非必须地，在使用三板线的情况下，通过三板线(SV1、LV、SV2)的电流(ISV1、IV、ISV2)的总和为零，这限制了这些电流到这些线路附近的磁场。
可以更好地限定磁场的这种限制(参见图16)。为此，从第一虚拟垂直量子点(VVNV1)的位置到基底(D)和/或外延层(DEPI)(如果存在的话)的表面(OF)沿着平行于第一垂线(LOT)的第一另一垂直垂线(VLOT1)沉淀出第一另一垂直垂线。该第一虚拟垂直量子点(VVNV1)现在也将位于距表面(OF)的第一距离(d1)处，并由此与量子点(NV)处于相同的深度处。第一另一垂直垂线(VLOT1)则在第一另一垂直垂点(VLOTP1)处穿过基底(D)和/或外延层(DEPI)(如果存在的话)的表面(OF)。水平线(LH)和第一垂直屏蔽线(SV1)再次位于基底(D)和/或外延层(DEPI)(如果存在的话)的表面上。水平线(LH)和第一垂直屏蔽线(SV1)现在优选在第一垂直垂点(VLOTP1)附近或在第一垂直垂点(VLOTP1)处以非零相交角(α)相交。类似地，在量子点(NV)的相反侧，可以从第二虚拟垂直量子点(VVNV2)的位置到基底(D)和/或外延层(DEPI)(如果存在的话)的表面(OF)沿着平行于第一垂线(LOT)的第二另一垂直垂线(VLOT2)沉淀第二另一垂直垂线。第二虚拟垂直量子点(VVNV2)由此也位于在表面(OF)的下方距该表面的第一距离(d1)处。第二另一垂直垂线(VLOT2)在第二另一垂直垂点(VLOTP2)处穿过基底(D)和/或外延层(DEPI)(如果存在的话)的表面(OF)。水平线(LH)和第二垂直屏蔽线(SV2)再次位于基底(D)和/或外延层(DEPI)(如果存在的话)的表面上。水平线(LH)和第二垂直屏蔽线(SV2)在第二垂直垂点(VLOTP2)附近或在第二垂直垂点(VLOTP2)处以非零相交角(α)以类似的方式相交。优选地，现在选择通过三板线的单个线(SV1，LV，SV2)的单个电流(ISV1，IV，ISV2)，使得在第一虚拟垂直量子点(VVNV1)的位置处的第一虚拟垂直磁通密度矢量(BVVNV1)的幅值几乎为零，并且使得在第二虚拟垂直量子点(VVNV2)的位置处的第二虚拟垂直磁通密度矢量(BVVNV2)的幅值几乎为零，并且量子点(NV)的位置处的磁通密度矢量(BNV)不为零。可以容易地看出，这最终是各屏蔽线都平行于线(LH，LV)的多项式逼近问题，可以自由选择另一屏蔽电流，从而改善逼近。缺点是这增大了两个量子比特(QUB1，QUB2)之间的最小距离，并因此降低了耦合频率，从而减少了能够执行的操作数量。
以类似的方式，可以执行沿着水平线的场的逼近。在这种情况下，可以从第一虚拟水平量子点(VHNV1)的位置到基底(D)和/或外延层(如果存在的话)(DEPI)的表面(OF)沿着平行于第一铅垂线(LOT)的第一另一水平铅垂线(HLOT1)沉淀第一另一水平铅垂线。第一虚拟水平量子点(VHNV1)位于在表面(OF)下方距该表面的第一距离(d1)处。第一另一水平铅垂线(VLOT1)在第一另一水平铅垂点(HLOTP1)处穿过基底(D)和/或外延层(DEPI)(如果有的话)的表面(OF)。垂直线(LV)和第一水平屏蔽线(SH1)位于基底(D)和/或外延层(DEPI)(如果存在的话)的表面上。垂直线(LV)和第一水平屏蔽线(SH1)在第一水平垂点(HLOTP1)附近或在第一水平垂点(HLOTP1)处以非零交叉角(α)相交。可以从第二虚拟水平量子点(VHNV2)的位置到基底(D)和/或外延层(DEPI)(如果存在的话)的表面(OF)沿着平行于第一铅垂线(LOT)的第二另一水平铅垂线(HLOT2)沉淀第二另一水平铅垂线。第二虚拟水平量子点(VHNV2)位于在表面(OF)的下方距该表面的第一距离(d1)处。第二另一水平铅垂线(HLOT2)在第二另一水平铅垂点(HLOTP2)处穿过基底(D)和/或外延层(DEPI)(如果存在的话)的表面(OF)。垂直线(LV)和第二水平屏蔽线(SH2)位于基底(D)和/或外延层(DEPI)(如果存在的话)的表面上。垂直线(LV)和第二水平屏蔽线(SH2)在第二水平铅垂点(HLOTP2)附近或在第二水平铅垂点(HLOTP2)处以非零交叉角(α)相交。此处，通过三板线的单个线(SH1，LH，SH2)的单个电流(ISH1，IH，ISH2)也被选择为使得在第一虚拟水平量子点(VHNV1)的位置处的第一虚拟水平磁通密度矢量(BVHNV1)的幅值几乎为零，并且在第二虚拟水平量子点(VHNV2)的位置处的第二虚拟水平磁通密度矢量(BVHNV2)的幅值几乎为零，并且在量子点(NV)的位置处的磁通密度矢量(BNV)的幅值不为零。
为了能够提取产生的光电子，有用的是，如果在垂点(LOTP)的区域或附近，则基底(D)借助于至少一个第一水平欧姆接触(KH11)连接到第一水平屏蔽线(SH1)和/或如果在垂点(LOTP)的区域或附近，则基底(D)借助于至少一个第二水平欧姆接触(KH12)连接到第二水平屏蔽线(SH2)和/或如果在垂点(LOTP)的区域或附近，则基底(D)借助于至少一个第一垂直欧姆接触(KV11)连接到第一垂直屏蔽线(SV1)和/或如果在垂点(LOTP)的区域或附近，则基底(D)借助于至少一个第二垂直欧姆接触(KV12)连接到第二垂直屏蔽线(SV2)和/或如果在垂点(LOTP)的区域或附近，则基底(D)借助于至少一个第二垂直欧姆接触(KV12)连接到提取线。优选地，电阻接触(KV11，KV12，KH11，KH12)包括高n或p型掺杂，优选借助于使用先前提到的没有磁矩μ的同位素获得掺杂。优选地，引线由优选基本上不包括具有核磁矩的同位素的材料制成。例如，可以考虑用同位素46Ti、48Ti和50Ti金属化钛。优选地，在线路(LH，LV)自身之间以及在一方面的线路(LH，LV)与另一方面的基底(D)的材料之间的绝缘体也由基本上不包括具有磁矩的同位素的材料制成。例如，在许多情况下，特别推荐使用28Si16O2氧化硅。使用不同于钛接触的欧姆接触当然是可能的。
根据本发明的核量子比特(CQUB)
在先前部分中提到，除了量子点(NV)之外，还可以制造核量子点(CI)。
现在以下部分的核心是先前部分的重复，不同之处在于量子比特现在在结构上不是基于电子自旋而是基于核自旋。这里参见前面的部分，其中详细讨论了可以使用的同位素。
如上所述，在金刚石基底(D)的情况下，13C同位素等可以用作核量子点(CI)。
在硅基底(D)的情况下，例如，29Si同位素可以用作核量子点(CI)。
例如，在碳化硅基底(D)的情况下，29Si同位素和/或13C同位素可以用作核量子点(CI)。
金刚石
这里重要的是，在金刚石基底(D)的情况下，13C同位素可以在制造过程中尽可能靠近量子点(NV)(例如，以NV中心的形式)并假设不同位置为量子点(NV)，例如NV中心。
硅
在硅基底(D)的情况下，重要的是以类似的方式使得29Si同位素可以在制造过程中尽可能靠近G中心形式的量子点(NV)，并占据相对于量子点(NV)，例如G中心的不同位置。
碳化硅
在碳化硅基底(D)的情况下，例如，重要的是以类似的方式使得29Si同位素或13C同位素可以在制造过程中尽可能靠近V中心形式的量子点(NV)，并占据相对于量子点(NV)，即V中心的不同位置。
有关耦合的一般信息
能够植入大量的13C同位素或29Si同位素，因为它们由于耦合范围短而不会相互干扰。与具有长耦合范围的量子点(NV)的电子构型的电自旋相比，核量子点(CI)的核自旋只有非常短的耦合范围。因此，优选通过至少彼此成对间隔的一个或多个量子点(NV)的链在具有比核耦合范围更大的彼此之间的空间距离的核量子点(CI)之间创建连接，使得这种量子点对的两个量子点(NV1，NV2)具有比这两个量子点(NV1，NV2)之间的电子-电子耦合范围更小的距离，并且其中量子点对导致至少成对地相互耦合的量子点闭链，从而使得在空间上彼此有距离的核量子点(CI)可以通过这些附属量子点相互耦合。这是由稍后所述的量子总线(QUBUS)完成的。
在金刚石中分子的植入
例如，为了在金刚石基底(D)中制造合适的结构，可以植入庚酰胺或另一合适的具有氮原子的碳化合物。适当制造的庚酰胺可以包括N-氮原子和5个13C同位素。在这种情况下，氮原子可以与13C同位素一起植入。氮原子则优选形成NV中心，即，量子点(NV)，而13C同位素形成核量子点(CI)。这样做的优势是，通过这种方式，可以在一个制造步骤中在作为基底(D)的金刚石中生产更复杂的寄存器。
优选地，这是用于在金刚石基底(D)的材料中产生量子ALU的方法，该方法包括植入含碳分子的步骤，其中该分子包括至少一个或两个或三个或四个或五个或六个或七个或更多个13C同位素，并且其中该分子包含至少一个氮原子。
基本控制装置
因此，基于核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)优选包括用于控制核量子点(CI)的装置、可选地具有外延层(DEPI)的基底(D)、该核量子点(CI)和适于在核量子点(CI)的位置处产生电磁波场，优选圆极化电磁波场(BRW)的装置。优选地，如上所述，如果存在的话，外延层(DEPI)被沉积在基底(D)上。基底(D)和/或外延层(DEPI)(如果存在的话)具有表面(OF)。核量子点(CI)表现出磁矩，特别是核自旋。适于产生电磁波场，优选圆极化波场(BRW)的装置优选位于基底(D)和/或外延层(DEPI)(如果存在的话)的表面上。适于产生电磁波场，特别是圆极化波场(BRW)的装置优选牢固地连接到基底(D)和/或外延层(DEPI)。
与量子比特(QUB)一样，可以从核量子点(CI)的位置到基底(D)和/或外延层(DEPI)(如果存在的话)的表面(OF)沿着垂线(LOT)再次沉淀铅垂线。垂线(LOT)在垂点(LOTP)处穿过基底(D)和/或外延层(DEPI)(如果存在的话)的表面(OF)。适于产生电磁波场，特别是圆极化电磁波场，特别是无线电波场(BRW)的装置优选位于垂点(LOTP)附近或垂点(LOTP)处。
所提出的核量子比特(CQUB)优选包括水平线(LH)和垂直线(LV)，它们优选位于基底(D)和/或外延层(DEPI)(如果存在的话)的表面上。优选地，水平线(LH)和垂直线(LV)在核量子点(CI)的位置处形成前述适于产生电磁波场，特别是圆极化电磁波场，特别是无线电波场(BRW)的装置。
优选地，可以从核量子点(CI)的位置到基底(D)和/或外延层(DEPI)(如果存在的话)的表面(OF)沿着虚拟垂线(LOT)沉淀虚拟铅垂线，其中垂线(LOT)在垂点(LOTP)处穿过基底(D)和/或外延层(DEPI)(如果存在的话)的表面(OF)，并且其中水平线(LH)和垂直线(LV)在垂点(LOTP)附近或在垂点(LOTP)处以非零交叉角(α)相交。
水平线(LH)优选借助于电绝缘体(IS)与垂直线(LV)电绝缘。优选地，水平线(LH)和/或垂直线(LV)对“绿光”是透明的，并且优选地由对绿光光学透明的导电材料，特别是铟锡氧化物(常用缩写ITO)制成。
角度(α)优选基本上是直角。优选地，基底(D)包括顺磁中心和/或量子点(NV)。此外，基底(D)优选包括金刚石或可选择地包括硅或可选择地包括碳化硅。可以想到使用其它材料作为基底。
根据基底(D)材料的变体
在优选实施方案中，基底(D)包括具有作为量子点(NV)的NV中心和/或ST1中心和/或L2中心和/或SiV中心的金刚石。
在另一优选实施方案中，基底(D)包括具有G中心量子点(NV)的硅。
在另一优选实施方案中，基底(D)包括具有作为量子点(NV)的V中心的碳化硅。
金刚石
在金刚石实施方案中，基底(D)包括金刚石和量子点(NV)，其中量子点(NV)包括空位或其它杂质。优选地，基底(D)包括金刚石和量子点(NV)，其中量子点(NV)包括Si原子或Ge原子或N原子或P原子或As原子或Sb原子或Bi原子或Sn原子或Mn原子或F原子或在金刚石中产生具有顺磁行为的杂质中心和/或杂质的任何其它原子。在另一子变体中，基底(D)包括金刚石和核量子点(CI)，该核量子点(CI)包括13C同位素或14N同位素或15N同位素或其原子核具有磁矩的其它原子的原子核。在重要的子变体中，NV中心自身同时形成为核量子点(CI)和量子点(NV)。在这种情况下，基底(D)包括金刚石以及优选地作为核量子点(CI)的氮原子的14N同位素或15N同位素(其是所讨论的NV中心的氮原子)的原子核。
硅
在硅实施方案中，基底(D)包括硅和量子点(NV)，其中量子点(NV)包括空位或其它杂质，例如碳原子。优选地，基底(D)包括硅和量子点(NV)，其中量子点(NV)包括C原子或Ge原子或N原子或P原子或As原子或Sb原子或Bi原子或Sn原子或Mn原子或F原子或在硅中产生具有顺磁行为的杂质中心和/或杂质的其它原子。在另一子变体中，基底(D)包括硅和核量子点(CI)，该核量子点(CI)包括29Si同位素或13C同位素或14N同位素或15N同位素或其原子核具有磁矩的其它原子的原子核。在该变体的重要子变形中，G中心本身同时形成为核量子点(CI)和量子点(NV)。在这种情况下，基底(D)包括硅以及优选地作为核量子点(CI)的13C同位素或29Si同位素的原子核。
碳化硅
在碳化硅实施方案中，基底(D)包括碳化硅和量子点(NV)，其中量子点(NV)包括空位或其它杂质。优选地，基底(D)包括碳化硅和量子点(NV)，其中量子点(NV)包括C位置的Si原子或者Si位置的C原子或者Ge原子或N原子或P原子或As原子或Sb原子或Bi原子或Sn原子或Mn原子或F原子或产生碳化硅中的杂质中心和/或碳化硅中的具有顺磁行为的杂质的其它原子。在另一子变体中，基底(D)包括碳化硅以及包括29Si同位素或13C同位素或14N同位素或15N同位素或其原子核具有磁矩的其它原子的原子核的核量子点(CI)。在该变体的重要子变体中，V中心自身同时形成为核量子点(CI)和量子点(NV)，在这种情况下，基底(D)包括硅以及优选地作为核量子点(CI)的13C同位素或29Si同位素的原子核。
金刚石
在基于13C同位素的金刚石中的核量子点作为基底(D)的材料的情况下，基底(D)优选包括金刚石，并且核量子点(CI)优选是13C同位素的原子核。量子点则优选是NV中心或ST1中心或L2中心或其它顺磁中心，其优选位于13C同位素附近。这里，“附近”再次被理解为意味着13C原子的核自旋的磁场能够影响NV中心或ST1中心或L2中心或所讨论的其它顺磁中心的电子构型的自旋，并且NV中心或ST1中心或L2中心或其它所讨论的顺磁中心的电子构型的自旋能够影响所述13C同位素的核自旋。
硅
在基于29Si同位素的硅中的核量子点作为基底(D)的材料的情况下，基底(D)优选包括硅，并且核量子点(CI)优选是29Si同位素的原子核。量子点则优选是G中心或其它顺磁中心，其则优选位于29Si同位素的附近。这里，“附近”再次被理解为意味着29Si原子的核自旋的磁场能够影响G中心或所讨论的其它顺磁中心的电子构型的自旋，并且G中心或其它顺磁中心的电子构型的自旋能够影响所述29Si同位素的核自旋。
碳化硅
在基于29Si同位素和12C同位素的碳化硅中的核量子点作为基底(D)的材料的情况下，基底(D)优选包括碳化硅(28Si12C)，并且核量子点(CI)优选是29Si同位素的原子核或13C同位素的原子核。量子点(NV)则优选是V中心或其它顺磁中心，其则优选位于29Si同位素或13C同位素附近。这里，“附近”再次被理解为意味着29Si原子或13C原子的核自旋的磁场能够影响V中心或所讨论的其它顺磁中心的电子构型的自旋，并且V中心或其它顺磁中心的电子构型的自旋能够影响所述29Si同位素或所述13C同位素的核自旋。
在这一点上，仅为了完整起见，应该提到核自旋是核自旋幅度大于0的核自旋。
金刚石
更一般地，核量子比特(CQUB)可以被定义为如下结构：其中，基底(D)包括金刚石，并且其中核量子点(CI)是具有核自旋的同位素，并且其中NV中心或ST1中心或L2中心或其它顺磁中心位于具有核自旋的同位素附近，并且其中“附近”在此也应该被理解为同位素的核自旋的磁场能够影响NV中心的电子构型的自旋，并且NV中心或ST1中心或L2中心或其它顺磁中心的电子构型的自旋分别能够影响同位素的核自旋。
也可以使用多个核自旋。相应的核量子比特(CQUB)则被定义为使得基底(D)包括金刚石，其中核量子点(CI)是具有磁矩μ的同位素，并且其中至少一个另一核量子点(CI’)是具有磁矩μ的同位素，并且其中NV中心或ST1中心或L2中心或其它顺磁中心被布置在核量子点(CI)附近，并且其中NV中心或ST1中心或L2中心或其它顺磁中心被布置在至少一个另一核量子点(CI’)附近，并且其中“附近”在此被理解为使得核量子点(CI)的磁场能够分别影响NV中心或ST1中心或L2中心或其它顺磁中心的电子构型的自旋，并且至少一个另一核量子点(CI’)的磁场能够同样地分别影响NV中心或ST1中心或L2中心或其它顺磁中心的电子构型的自旋，并且NV中心或ST1中心或L2中心或其它顺磁中心的电子构型的自旋分别能够影响核量子点(CI)的核自旋，并且NV中心或ST1中心或L2中心或其它顺磁中心的电子构型的自旋分别能够影响至少一个其它核量子点(CI’)的核自旋。这是简单的基于金刚石的量子ALU(QUALU)。
优选地，核量子比特(CI，CI’)与NV中心或ST1中心或L2中心或其它顺磁中心的电子构型之间的耦合强度在1kHz至200GHz和/或更好地在10kHz至20GHz和/或更好地在100kHz至2GHz和/或更好地在0.2MHz至1GHz和/或更好地在0.5MHz至100MHz和/或更好地在1MHz至50MHz的范围内，特别优选是10MHz。
优选地，在NV中心具有电子或具有电荷载流子构成的情况下，在NV中心具有电子构型的情况下，量子点或具有电荷载流子的顺磁中心(NV1)，例如NV中心位于核量子点(CI)附近。在NV中心作为量子点的情况下，量子点(NV中心)的负电荷是由前面提到的金刚石的优先硫掺杂造成的。在金刚石中使用除NV中心以外的量子点类型的情况下，可以相应地调整电荷载流子或电荷载流子构成、色心(即量子点类型)以及基底(D)或外延层(DEPI)的掺杂。电荷载流子或电荷载流子构成-这里，示例性地电子或电子构型-表现出电荷载流子自旋态。核量子点(CI)表现出核自旋态。术语“附近”在此应该被理解为意味着核自旋态能够影响电荷载流子自旋态和/或电荷载流子自旋态能够影响核自旋态。
硅
更一般地，核量子比特(CQUB)可以被定义为如下结构：其中，基底(D)包括硅，并且其中核量子点(CI)是具有磁矩的同位素，并且其中G中心或其它顺磁中心位于具有非零磁矩μ的同位素附近，并且其中“附近”在此也应该被理解为意味着同位素的核自旋的磁场能够影响G中心的电子构型的自旋，并且G中心或其它顺磁中心的电子构型的自旋能够影响同位素的核自旋。
也能够使用具有非零磁动量的多个同位素。相应的核量子比特(CQUB)则被定义为使得基底(D)包括硅，其中核量子点(CI)是具有非零磁矩μ的同位素，并且其中至少一个另一核量子点(CI’)是具有非零磁矩μ的同位素，并且其中G中心或另一顺磁中心被布置在核量子点(CI)附近，并且其中G中心或其它顺磁中心被布置在至少一个另一核量子点(CI’)附近，并且“附近”在此被理解为意味着核量子点(CI)的磁场能够分别影响G中心或其它顺磁中心的电子构型的自旋，并且至少一个另一核量子点(CI’)的磁场同样能够分别影响G中心或其它顺磁中心的电子构型的自旋，并且G中心或其它顺磁中心的电子构型的自旋分别能够影响核量子点(CI)的核自旋，并且G中心或其它顺磁中心的电子构型的自旋分别能够影响至少一个另一核量子点(CI’)的核自旋。这是简单的硅基量子ALU(QUALU)。
优选地，核量子比特(CI，CI’)与G中心或其它顺磁中心的电子构型之间的耦合强度在1kHz至200GHz和/或更好地在10kHz至20GHz和/或更好地在100kHz至2GHz和/或更好地在0.2MHz至1GHz和/或更好地在0.5MHz至100MHz和/或更好地在1MHz至50MHz的范围内，特别优选是10MHz。
优选地，在G中心具有电子构型或具有电荷载流子构成的情况下，具有电荷载流子的量子点或顺磁中心(NV1)，例如G中心被布置在核量子点(CI)附近。由于前面提到的硅的优先n型掺杂，量子点(G中心)的负电荷导致G中心作为量子点的情况。在金刚石中使用除G中心以外的其它量子点类型的情况下，可以相应地调整电荷载流子或电荷载流子构成、杂质中心(即量子点类型)以及基底(D)或外延层(DEPI)的掺杂。电荷载流子或电荷载流子构成-这里，以电子或电子构型为例-表现出电荷载流子自旋态。核量子点(CI)表现出核自旋态。术语“附近”在此应该被理解为意味着核自旋态能够影响电荷载流子自旋态和/或电荷载流子自旋态能够影响核自旋态。
碳化硅
更一般地，核量子比特(CQUB)可以被定义为如下结构：其中，基底(D)包括碳化硅，并且其中核量子点(CI)是具有非零磁矩和核自旋的同位素，并且其中V中心或其它顺磁中心位于具有非零磁矩μ和核自旋的同位素附近，并且其中“附近”在此也被理解为意味着同位素的核自旋的磁场能够影响V中心的电子构型的自旋，并且V中心或其它顺磁中心的电子构型的自旋能够影响同位素的核自旋。
也可以使用多个核自旋。相应的核量子比特(CQUB)则被定义为使得基底(D)包括碳化硅，其中核量子点(CI)是具有核自旋和非零磁矩μ的同位素，并且其中至少一个另一核量子点(CI’)是具有核自旋和非零磁矩μ的同位素，并且其中V中心或其它顺磁中心被布置在核量子点(CI)附近，并且其中V中心或其它顺磁中心被布置在至少一个另一核量子点(CI’)附近，并且其中“附近”在此被理解为意味着核量子点(CI)的磁场能够分别影响V中心或其它顺磁中心的电子构型的自旋，并且至少一个另一核量子点(CI’)的磁场也能够分别影响V中心或其它顺磁中心的电子构型的自旋，并且V中心或其它顺磁中心的电子构型的自旋分别能够影响核量子点(CI)的核自旋，并且V中心或其它顺磁中心的电子构型的自旋分别能够影响至少一个另一核量子点(CI’)的核自旋。这是简单的基于碳化硅的量子ALU(QUALU)。
优选地，核量子比特(CI，CI’)与V中心或其它顺磁中心的电子构型之间的耦合强度在1kHz至200GHz和/或更好地在10kHz至20GHz和/或更好地在100kHz至2GHz和/或更好地在0.2MHz至1GHz和/或更好地在0.5MHz至100MHz和/或更好地在1MHz至50MHz的范围内，特别优选是10MHz。
优选地，在V中心具有电子或具有电荷载流子构型的情况下具有电荷载流子的量子点或顺磁中心(NV1)，例如V中心被布置在核量子点(CI)附近。由于前面提到的碳化硅材料的优先n型掺杂，量子点(V中心)的负电荷导致V中心作为量子点的情况。在碳化硅中使用除V中心以外的其它量子点类型的情况下，可以相应地调整电荷载流子或电荷载流子构成、色心(即量子点类型)以及基底(D)或外延层(DEPI)的掺杂。电荷载流子或电荷载流子构成-这里，示例性地电子或电子构型-表现出电荷载流子自旋态。核量子点(CI)表现出核自旋态。术语“附近”在此被理解为意味着核自旋态能够影响电荷载流子自旋态和/或电荷载流子自旋态能够影响核自旋态。
金刚石基底(D)上的外延金刚石层
这里呈现的说明集中于其中基底(D)包括金刚石但不限于此的量子计算机。为了防止使用的NV中心或其它杂质中心与基底(D)的核自旋之间的寄生耦合，如果金刚石具有12C同位素的外延生长的纯同位素层，则是有用的。为了本公开的目的，当NV中心周围的1μm半径内、更好地0.5μm半径内、更好地0.2μm半径内、更好地0.1μm半径内、更好地50nm半径内、更好地20nm半径内的13C原子的比例小于1％、更好地小于0.1％、更好地小于0.01％、更好地小于0.001％时，存在同位素纯度。这里，这种13C同位素本身是量子计算机的一部分或用于量子计算机的操作或打算用于此类用途，该13C同位素不计算在内，并且被计为12C同位素，因为该材料质量考虑涉及最小化对量子计算机操作的意外干扰源。为了能够经由稍后所述的量子总线(QBUS)耦合核量子比特(CQUB)，如果基底(D)在核量子点(CI)的区域中被n型掺杂，则是优选的。在金刚石中的NV中心(NV)的情况下，这增加了NV中心(NV)在植入氮原子时将确实形成在预定位置的可能性。类似的机制在其它基底和中心的情况下也有效。如上所述，基底(D)则优选是金刚石并且在核量子点(CI)的区域中掺杂有硫，并且更优选掺杂没有核自旋的硫，更优选掺杂32S同位素。由于对通过负电荷相互排斥的空位的影响在这里是决定性的，因此在此实现了减少晶体中空位聚集的效果。当使用其它同位素或原子来实现这种效果时，重要的是基底(D)在核量子点(CI)的区域中掺杂没有核自旋的同位素，使得量子比特(QUB)和核量子比特(CQUB)不受额外的相互作用的干扰。
硅基底(D)上的外延硅层
这里呈现的说明也集中于其中基底(D)包括硅但不限于此的量子计算机。为了防止使用的G中心或其它杂质中心与基底(D)的核自旋之间的寄生耦合，如果基底(D)的硅具有28Si同位素(DEPI)的外延生长的纯同位素层，则是有用的。为了本公开的目的，当G中心周围的1μm半径内、更好地0.5μm半径内、更好地0.2μm半径内、更好地0.1μm半径内、更好地50nm半径内、更好地20nm半径内的29Si原子比例小于1％、更好地小于0.1％、更好地小于0.01％、更好地小于0.001％时，存在同位素纯度。这里，这种29Si同位素作为核量子点(CI)本身是量子计算机本身的一部分或用于量子计算机的操作或打算用于此类用途，该29Si同位素不计算在内并且被计为28Si同位素，这是因为该材料质量考虑涉及最小化对量子计算机操作的意外干扰源。为了能够经由稍后所述的量子总线(QBUS)耦合核量子比特(CQUB)，如果基底(D)在核量子点(CI)的区域中被适当地掺杂，则是优选的。在G中心作为硅中的量子点(NV)的情况下，这增加了G中心(NV)在植入碳原子时将确实形成在预定位置处的可能性。如上所述，基底(D)则优选是硅并且在核量子点(CI)的区域中掺杂有硫，且更优选掺杂有没有核自旋的硫，更优选地掺杂32S同位素。如果使用其它同位素或原子来实现这种效果，重要的是基底(D)在核量子点(CI)区域中掺杂有没有核自旋的同位素，以使得量子比特(QUB)和核量子比特(CQUB)不受额外的相互作用的干扰。
核量子点布置
优选地，核量子比特(CQUB)被构造为使得其核量子点(CI)中的至少一个位于基板(D)和/或外延层(DEPI)(如果存在的话)的表面(OF)下方沿着垂线(LOT)的第一核间距(d1’)处。该第一核间距(d1’)优选为2nm至60nm和/或更优选为5nm至30nm和/或更优选为10nm至20nm，因而特别地，5nm至30nm的第一核间距(d1’)是非常特别优选的并且应该作为目标。
核量子比特(CQUB)的控制现在可以以与量子比特(QUB)的控制类似的方式来完成。然而，电流脉冲的频率较低，因为核量子点(CI)的原子核具有较大的质量。
因此，根据本发明的核量子比特(CQUB)再次优选包括水平线(LH，LH1)和/或垂直线(LV，LV1)，水平线(LH，LH1)又优选是微带线的一部分和/或三板线的一部分，垂直线(LV，LV1)也又优选是微带线的一部分和/或三板线(SV1，LH，SV2)的一部分。
核量子比特(CQUB)的垂直微带线再次优选包括第一垂直屏蔽线(SV1)和垂直线(LV)。水平微带线再次优选包括第一水平屏蔽线(SH1)和水平线(LH)。
以类似的方式，垂直三板线优选包括第一垂直屏蔽线(SV1)和第二垂直屏蔽线(SV2)以及在第一垂直屏蔽线(SV1)和第二垂直屏蔽线(SV2)之间延伸的垂直线(LV)。水平三板线再次优选包括第一水平屏蔽线(SH1)和第二水平屏蔽线(SH2)以及在第一水平屏蔽线(SH1)和第二水平屏蔽线(SH2)之间延伸的水平线(LV)。
与前面所述的量子比特(QUB)的情况一样，这里讨论的核量子比特(CQUB)的控制装置优选被设计为使得通过三板线(SV1，LV，SV2)的电流总和为零。与之前的量子比特(QUB)一样，这将磁通量密度场限制在紧邻三板线的区域。核量子点(CI)应该位于该区域中，以便直接受到影响。
与由后面所述的由数个量子比特(QUB)的集合组成的量子寄存器(QUREG)的情况一样，由后面所述的由数个核量子比特(CQUB)的集合组成的核量子寄存器(CQUREG)的核量子比特(CQUB)的所有线的电流馈送可以被设计为，使得由水平和垂直线的电流馈送引起的磁通量密度B仅在核量子点(CI)的位置处基本上不同于零。在这种情况下，屏蔽线的电流馈送优选被选择为使得通过插入屏蔽线额外创建的交叉点下方的磁通量密度B在基板(D)中的与所述第一距离(d1)相对应的深度处也基本上为零。为此，可以从第一虚拟垂直核量子点(VVCI1)的位置到基板(D)和/或外延层(DEPI)(如果存在的话)的表面(OF)沿着平行于第一垂线(LOT)的第一另一垂直垂线(VLOT1)沉淀出第一另一虚拟垂直铅垂线。第一虚拟垂直核量子点(VVCI1)位于距表面(OF)的第一距离(d1)处。第一另一垂直垂线(VLOT1)在第一另一垂直垂点(VLOTP1)处实际上穿过基板(D)和/或外延层(DEPI)(如果存在的话)的表面(OF)。水平线(LH)和第一垂直屏蔽线(SV1)优选位于基板(D)和/或外延层(DEPI)(如果存在的话)的表面上。它们在第一垂直垂点(VLOTP1)附近或在第一个垂直铅垂点(VLOTP1)处以非零交叉角(α)彼此相交。可以从第二虚拟垂直核量子点(VVCI2)的位置到基板(D)和/或外延层(DEPI)(如果存在的话)的表面(OF)平行于第一垂线(LOT)沉淀出沿着第二另一垂直垂线(VLOT2)的第二另一虚拟垂直铅垂线。第二虚拟垂直核量子点(VVCI2)也位于距表面(OF)的第一距离(d1)处。第二另一垂直垂线(VLOT2)在第二另一垂直垂点(VLOTP2)处也穿过基板(D)和/或外延层(DEPI)(如果存在的话)的表面(OF)。水平线(LH)和第二垂直屏蔽线(SV2)也位于基板(D)和/或外延层(DEPI)(如果存在的话)的表面上。水平线(LH)和第二垂直屏蔽线(SV2)在第二垂直垂点(VLOTP2)附近或在第二垂直垂点(VLOTP2)处以非零交叉角(α)再次相交。如前所述，优选选择通过三板线的单个线(SV1，LV，SV2)的单个电流(ISV1，IV，ISV2)，使得在第一虚拟垂直核量子点(VVCI1)的位置处的第一虚拟垂直磁通量密度矢量(BVVCI1)的幅值几乎为零，并且在第二虚拟垂直核量子点(VVCI2)的位置处的第二虚拟垂直磁通量密度矢量(BVVCI2)的幅值几乎为零，并且在核量子点(CI)的位置处的磁通量密度矢量(BCI)的幅值不为零。
我们想象具有m列和n行的二维排列的核量子寄存器(CQUEREG)。这里以简化方式假定让核量子寄存器(CQUEREG)包括n×m个核量子比特，每个核量子比特(CQUB)有1个核量子点(CI)。让核量子寄存器(CQUREG)被组织为使得核量子寄存器(CQUREG)的第i行的m个核量子比特(CQUBi1至CQUBim)共有1≤i≤n的水平线(LHi)，并且核量子寄存器(CQUREG)的第j列的n个核量子比特(CQUB1j到CQUBnj)共有1≤j≤m的垂直线(LVj)。
核量子寄存器(CQUREG)的n×m个核量子比特(CQUB)中的各核量子比特(CQUBij)具有核量子点(CIij)，其在核量子点(CIij)的位置处具有相关联的局部磁通量密度(Bij)。在核量子点(CIij)的位置处的这些相关联的局部磁通量密度(Bij)形成磁通量密度矢量。为了产生预定的磁通量密度矢量，现在必须将单个电流信号注入到每条线路中。这些电流信号一起形成矢量电流信号。该电流密度矢量的维数仅随着行数n和列数m的总和线性地增长。另一方面，核量子点的数量与列数m和行数n的乘积成比例地增长。因此，容易理解的是，核量子寄存器(CQUREG)优选被制造为具有核量子点(CI)的核量子比特(CQUREG)的一维阵列。
该结果可以应用于先前引入的量子比特(QUB)。
以类似的方式，我们想象具有m列和n行的二维排列的量子寄存器(QUREG)。量子寄存器(QUREG)以类似的方式包含n×m个量子比特(QUBij)，这里以简化方式假定每个核量子比特(QUBij)有1个量子点(NVij)。让量子寄存器(QUREG)再次被组织为使得量子寄存器(QUREG)的第i行的m个量子比特(QUBi1到QUBim)共有1≤i≤n水平线(LHi)，并且量子寄存器(QUREG)的第j列的n个量子比特(QUB1j到QUBnj)共有1≤j≤m垂直线(LVj)。
核量子寄存器(CQUREG)的n×m个核量子比特(CQUB)中的各量子比特(QUBij)具有量子点(NVj)，并且在量子点(NVij)的位置处具有相关联的局部磁通量密度(Bij)。在量子点(NVij)的位置处的这些相关联的局部磁通量密度(Bij)形成磁通量密度矢量。为了产生预定的磁通量密度矢量，现在必须将单个电流信号注入到每条线路中。这些电流信号一起形成矢量电流信号。该电流密度矢量的维数也仅随着行数n和列数m的总和线性地增长。另一方面，量子点的数量与列数m和行数n的乘积成比例地增长。因此，容易理解的是，量子寄存器(QUREG)优选被制造为具有量子点(NV)的量子比特(NV)的一维阵列。
我们回到前面所述的核量子比特(CQUB)。
优选地，可以从第一虚拟水平核量子点(VHCI1)的位置到基板(D)和/或外延层(DEPI)(如果存在的话)的表面(OF)沿着平行于第一垂线(LOT)的第一另一水平垂线(HLOT1)沉淀出第一另一虚拟水平垂线。第一虚拟水平核量子点(VHCIV1)优选位于距表面(OF)的第一距离(d1)处。第一另一水平垂线(HLOT1)在第一另一水平垂直点(HLOTP1)处再次穿过基板(D)和/或外延层(DEPI)(如果存在的话)的表面(OF)。垂直线(LV)和第一水平屏蔽线(SH1)再次优选位于基板(D)和/或外延层(DEPI)(如果存在的话)的表面上。垂直线(LV)和第一水平屏蔽线(SH1)再次优选在第一水平垂点(HLOTP1)附近或在第一水平铅垂点(HLOTP1)处以非零交叉角(α)相交。可以从第二虚拟水平核量子点(VHCI2)的位置到基板(D)和/或外延层(DEPI)(如果存在的话)的表面(OF)沿着平行于第一垂线(LOT)的第二另一水平垂线(HLOT2)沉淀出第二另一虚拟水平垂线。第二虚拟水平核量子点(VHCI2)优选位于距表面(OF)的第一距离(d1)处。如果存在的话，第二另一水平垂线(HLOT2)在第二另一水平垂点(HLOTP2)处优选地再次穿过基板(D)和/或外延层(DEPI)(如果存在的话)的表面(OF)。因此，垂直线(LV)和第二水平屏蔽线(SH2)也优选位于基板(D)和/或外延层(DEPI)(如果存在的话)的表面上。垂直线(LV)和第二水平屏蔽线(SH2)优选地在第二水平垂点(HLOTP2)附近或第二水平垂点(HLOTP2)以非零交叉角(α)以类似的方式彼此相交。再次，优选选择通过三板线的单个线(SV1，LV，SV2)的单个电流(ISV1，IV，ISV2)，使得在第一虚拟水平核量子点(VHCI1)的位置处的第一虚拟水平磁通量密度矢量(BVHCI1)的幅值几乎为零，并且在第二虚拟水平量子点(VHCI2)的位置处的第二虚拟水平磁通量密度矢量(BVHCI2)的幅值几乎为零，并且在核量子点(CI)的位置处的磁通量密度矢量(BNV)的幅值不为零。
为了能够提取产生的光电子，在垂点(LOTP)的区域中或附近，基板(D)借助于至少一个第一水平欧姆接触(KH11)连接到第一水平屏蔽线(SH1)。此外，优选在垂点(LOTP)的区域中或附近，基板(D)借助于至少一个第二水平欧姆接触(KH12)连接到第二水平屏蔽线(SH2)。此外，优选在垂点(LOTP)的区域中或附近，基板(D)借助于至少一个第一垂直欧姆接触(KV11)连接到第一垂直屏蔽线(SV1)。最后，优选在垂点(LOTP)的区域中或附近，基板(D)借助于至少一个第二垂直欧姆接触(KV12)连接到第二垂直屏蔽线(SV2)。
优选地，这种欧姆接触(KV11，KV12，KH11，KH12)包含钛。
根据本发明的寄存器构造
由量子点(NV)和核量子点(CI)构建量子寄存器(CEQUEREG)
前面提示的基本核电子量子寄存器(CEQUEREG)包括核量子比特(CQUB)和量子比特(QUB)。
通用核电子量子寄存器(CEQUEREG)包括至少一个核量子比特(CQUB)和至少一个量子比特(QUB)。
在下文中，包括n个但至少两个核量子比特(CQUB1至CQUBn)以及一个量子比特(QUB)的核电子量子寄存器(CEQUREG)被称为量子ALU(QUALU)。
核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的控制装置优选包括子装置(LH，LV)，该子装置优选也是核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的控制装置的子装置(LH，LV)。
因此，根据本发明的核电子量子寄存器(CEQUREG)包括用于控制核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)并同时控制核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的装置，其包括核量子比特(CQUB)和量子比特(QUB)的共用基板(D)，并且可选地包括核量子比特(CQUB)和量子比特(QUB)的共用外延层(DEPI)，并且包括适于在核量子点(CI)的位置和在量子点(CI)的位置处产生电磁波场(BRW，BMW)的核量子比特(CQUB)和量子比特(QUB)的共用装置。如果存在的话，共用外延层(DEPI)优选被沉积在共用基板(D)上。如果适用的话，核量子点(CI)与外延层(DEPI)一起沉积。共用基板(D)和/或共用外延层(DEPI)(如果存在的话)具有表面(OF)。核量子点(CI)通常表现出磁矩。量子点(NV)优选是共用基板(D)和/或共用外延层(DEPI)(如果存在的话)中的顺磁中心。
量子点
特别地，如果使用金刚石，则量子点(NV)也可以是金刚石中的NV中心或ST1中心或L2中心或其它顺磁性杂质中心。
特别地，如果使用硅，则量子点(NV)也可以是硅中的G中心或其它顺磁性杂质中心。
特别地，如果使用碳化硅，则量子点(NV)也可以是碳化硅中的V中心或其它顺磁性杂质中心。
控制装置
适于产生电磁波场(BRW，BMW)并且优选用于控制核量子点(CI)和量子点相同的共用装置也优选位于共用基板(D)和/或共用外延层(DEPI)(如果存在的话)的表面上。
优选地，包括水平线和垂直线的装置适于产生圆极化电磁波场(BRW，BMW)。这可以通过以下事实在水平线(LH)和垂直线(LV)中实现，即，水平线(LH)中的电流具有具有频率的水平电流分量，并且垂直线(LV)中的电流具有具有该频率的垂直电流分量。因此，垂直线(LV)中的垂直电流分量优选相对于水平线(LH)中的水平电流分量偏移+/-90°。由这些电流分量产生的磁场的磁通量密度的分量则在核量子点(CI)或量子点(NV)的区域中重叠，以使得在那里产生左手或右手圆极化磁场。
类似地，与先前在核量子比特(CQUB)或量子比特(QUB)的情况下一样，现在可以从核量子点(CI)的位置和/或从量子点(NV)的位置到基板(D)和/或外延层(DEPI)(如果存在的话)的表面(OF)沿着虚拟垂线(LOT)再次沉淀出虚拟铅垂线。虚拟铅垂线(LOT)再次在铅垂点(LOTP)处穿过基板(D)和/或外延层(DEPI)(如果存在的话)的表面(OF)。如前所述，适于产生圆极化电磁波场，特别是无线电和/或微波场的装置优选位于铅垂点(LOTP)附近或铅垂点(LOTP)处。
因此，提出的核电子量子寄存器(CEQUEREG)优选包括水平线(LH)和垂直线(LV)作为适于产生圆极化电磁波场，特别是无线电和/或微波场的装置。
如前所述，水平线(LH)和垂直线(LV)优选位于基板(D)和/或外延层(DEPI)(如果存在的话)的表面上。优选地，水平线(LH)和垂直线(LV)在虚拟铅垂点(LOTP)附近或铅垂点(LOTP)处以非零交叉角(α)相交。优选地，水平线(LH)借助于电绝缘(IS)与垂直线(LV)充分电隔离。
如果用于复位量子点的“绿光”未从底侧(US)照射，则水平线(LH)和/或垂直线(LV)应该是对于“绿光”透明的。优选地，水平线(LH)和/或垂直线(LV)应该由对绿光光学透明的导电材料制成，特别是由铟锡氧化物(通常缩写为ITO)制成。
优选地，角度(α)基本上是直角。
优选地，核电子量子寄存器(CEQUEREG)的基板(D)包括金刚石。
金刚石
优选地，基板(D)的材料是未表现出核磁自旋的12C同位素的同位素纯金刚石。在这种情况下，在优选变形中，核量子点(CI)是13C同位素的原子核，则与基板(D)的大多数其它12C原子相比，其具有核磁自旋并由此具有非零磁矩μ，并且因此可以与量子点，例如NV中心相互作用。为此，量子点(NV)应该位于作为核量子点(CI)的13C同位素附近。如上所述，量子点(NV)优选是NV中心。同样地，也可以想到使用ST1和L2中心或其它顺磁性杂质中心。这里的术语“附近”应该被理解为意味着13C原子的核自旋的磁场能够影响量子点(NV)的电子构型，例如NV中心(NV)的电子构型的自旋，并且量子点(NV)的电子构型的自旋能够特别地通过偶极-偶极相互作用影响13C同位素的核自旋。
硅
优选地，基板(D)的材料是未表现出核磁自旋的28Si同位素的同位素纯硅。在这种情况下，在优选变形中，核量子点(CI)是29Si同位素的原子核，则与基板(D)的大多数其它28Si原子相比，其具有磁核自旋并由此具有非零磁矩μ，并且因此可以与量子点(NV)，例如G中心相互作用。为此，量子点(NV)应该位于作为核量子点(CI)的29Si同位素附近。如上所述，量子点(NV)优选是G中心。同样地，也可以想到使用其它顺磁性杂质中心。这里的术语“附近”被理解为意味着29Si原子的核自旋的磁场能够影响量子点(NV)的电子构型，例如G中心的电子构型的自旋，并且量子点(NV)的电子构型的自旋能够特别地通过偶极-偶极相互作用影响29Si同位素的核自旋。
碳化硅
优选地，基板(D)的材料是均不具有核磁自旋的28Si同位素和12C同位素的同位素纯碳化硅。在这种情况下，在优选变形中，核量子点(CI)是29Si同位素的原子核或13C同位素的原子核，则与基板(D)的大多数其它28Si原子和12C原子相比，其具有核磁自旋并由此具有非零磁矩μ，并且因此与量子点(NV)，例如V中心相互作用。为此，量子点(NV)应该位于作为核量子点(CI)的29Si同位素附近或13C同位素附近。如上所述，量子点(NV)优选是V中心。同样地，也可以想到使用其它顺磁性杂质中心。这里的术语“附近”被理解为使得29Si原子或13C原子的核自旋的磁场能够影响量子点(NV)的电子构型，即例如V中心的电子构型的自旋，并且量子点(NV)的电子构型的自旋能够特别地通过偶极-偶极相互作用影响29Si同位素或13C同位素的核自旋。
更一般地，核电子量子寄存器(CEQUREG)可以具有量子点(NV)，其中量子点(NV)是具有电荷载流子或电荷载流子构成的顺磁中心并且位于核量子点(CI)附近。在这种情况下，电荷载流子或电荷载流子构成呈现出电荷载流子自旋态。核量子点(CI)呈现出核自旋状态。如上所述，在这种情况下，这里的术语“附近”被理解为意味着核自旋态能够影响电荷载流子自旋态和/或相反地，电荷载流子自旋态能够影响核自旋态。优选地，耦合强度的频率范围是至少1kHz和/或更优选地至少1MHz且小于20MHz。换句话说，优选地，耦合强度的频率范围是1kHz至200GHz和/或更好地10kHz至20GHz和/或更好地100kHz至2GHz和/或更好地0.2MHz至1GHz和/或更好地0.5MHz至100MHz和/或更好地1MHz至50MHz，特别优选是大约10MHz。
量子ALU(QUALU)的构造
由于已经说明了术语量子比特(QUB)、核量子比特(CQUB)、量子寄存器(QUREG)和核量子寄存器(CQUREG)以及核电子量子寄存器(CEQUEREG)，因此将限定第一量子计算机组件。在下文中，其被称为量子ALU(QUALU)。它具有第一量子点(NV)，在金刚石作为基板(D)的材料的情况下例如是NV中心(NV)，或者在硅作为基板(D)的材料的情况下例如是G中心，或者在碳化硅作为基板(D)的材料的情况下例如是V中心，其可以说是用作标准块“量子ALU(QUALU)”的端子。该端子则可以通过至少两个量子点(NV)的量子寄存器(QUREG)的重叠链耦合至另一量子ALU(QUALU)的另一量子点(NV)。该另一量子ALU(QUALU)可以与第一量子ALU间隔较远，使得第一量子ALU的核量子点不直接与第二量子ALU的核量子点耦合。该耦合可以仅在量子寄存器(QUREG)的重叠链的帮助下完成，所述量子寄存器(QUREG)的作为附属位(ancilla bits)的量子点(NV)允许第一量子ALU的核量子点与第二量子ALU(QUALU)的核量子点间接耦合。因此，在这里提出的架构中，量子寄存器(QUREG)的重叠链起到类似于普通微型计算机中的数据总线的量子总线(QUBUS)的作用。然而，通过该量子总线(QUBUS)传输的不是数据，而是依赖关系。则在各个量子ALU(QUALU)中执行实际计算，这些量子ALU(QUALU)通过它们的量子点(NV)连接到量子总线(QUBUS)。这是本文展现的量子计算机的基本思路。其是经由通过由各种各样的拓扑的量子寄存器(QUREG)构成的量子总线(QUBUS)连接的核电子量子寄存器(CEQUREG)构成的量子ALU的组合。
因此，这种量子ALU(QUALU)优选包括第一核量子比特(CQUB1)，并且通常至少包括第二核量子比特(CQUB2)。优选地，这种量子ALU(QUALU)具有远远更高数量p的核量子比特(CQUB1至CQUBp)。由于从量子ALU(QUALU)的p个核电子量子寄存器(CEQUREG1至CEQUREGp)中的第j个核电子量子寄存器(CEQUREGj)的各个核量子点(CIj)到p个核电子量子寄存器(CEQUREG1至CEQUREGp)的优选共用量子点(NV)的距离通常是不同的，因此耦合强度以及下面解释的电子-核共振频率和核-电子共振频率对于p个核电子量子寄存器(CEQUREG1至CEQUREGp)中的各个核电量子寄存器(CEQUREGj)(1≤j≤p)而言是不同的。因此，能够借助于这些不同的核-电子共振频率和电子-核共振频率对量子ALU(QUALU)的p个核-电子量子点(CI1至CIp)的单个核-电子量子点(CIj)进行寻址。
因此，量子ALU(QUALU)优选包括形成具有第一核量子比特(CQUB1)的第一核电子量子寄存器(CEQUREG1)并且形成具有第二核量子比特(CQUB2)的第二核电子量子寄存器(CEQUEREG2)的量子比特(QUB)。
特别优选地，第一核电子量子寄存器(CEQUEREG1)的第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)的控制装置具有子装置(LH，LV)，其也是第一核电子量子寄存器(CEQUEREG1)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的控制装置的子装置(LH，LV)，也是第二核电子量子寄存器(CEQUREG2)的第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)的控制装置。
均匀量子(homogeneous quantum)寄存器(QUREG)的构造
均匀量子寄存器(QUREG)或仅简称为量子寄存器(QUREG)仅包括一种量子点类型的量子点(NV)。这种量子寄存器优选包括第一量子比特(QUB1)和至少一个第二量子比特(QUB2)。这种量子寄存器(QUB)的链是下面解释的量子总线(QUBUS)的基本部分，其使得能够传输依赖关系(dependencies)。根据该方案，量子寄存器(QUREG)的均一的性质被表达为使得量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的第一量子点类型等同于量子寄存器(QUREG)的第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的第二量子点类型。例如，第一量子点类型可以是作为基板的金刚石中的NV中心，并且第二量子点类型也可以是同一基板中的NV中心。例如，以类似的方式，第一量子点类型可以是作为基板(D)的材料的硅中的G中心，并且第二量子点类型也可以是同一基板(D)中的G中心。例如，以类似的方式，第一量子点类型可以是作为基板(D)材料的碳化硅中的V中心，并且第二量子点类型也可以是同一基板(D)中的V中心。
通常，基板(D)对于量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)和量子寄存器(QUREG)的第二量子比特(QUB2)是共用的。在下文中，为了更加清楚，将量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)的量子点(NV)称为第一量子点(NV1)，并且量子寄存器(QUREG)的第二量子比特(QUB2)的量子点(NV)被称为第二量子点(NV2)。类似地，为了清楚，在下文中，量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)的水平线(LH)将被称为第一水平线(LH1)，并且量子寄存器(QUREG)的第二量子比特(QUB2)的水平线(LH)被称为第二水平线(LH2)。类似地，第一量子比特(QUB1)的垂直线(LV)在下文中将被称为第一垂直线(LV1)，并且第二量子比特(QUB2)的垂直线(LV)在下文中将被称为第二垂直线(LV2)。例如，如果第一水平线(LH1)等同于第二水平线(LH2)，则这是有用的。可选择地，例如，如果第一垂直线(LV1)等同于第二垂直线(LV2)，则这是有用的。
优选地，第一水平线(LH1)和第二水平线(LH2)以及第一垂直线(LV)和第二垂直线基本上由没有磁矩μ的同位素组成。在这种情况下，基本上意味着，作为一条或多条线路的组成部分的元素的具有磁矩的同位素相对于100％的作为这些线路的组成部分的该元素的总比例K1G相对于上述表格中所示的自然总比例K1G减少为作为这些线路中的一条或多条的组成部分的元素的具有磁矩的同位素相对于100％的作为这些线路中的一条或多条的组成部分的该元素的比例K1G’。其中该比例K1G’在用作量子点(NV)的顺磁扰动(NV)和/或用作核量子点(CI)的核自旋的影响区域中比一条或多条线路的所讨论的元素的总自然比例K1G小50％，更好地小20％，更好地小10％，更好地小5％，更好地小2％，更好地小1％，更好地小0.5％，更好地小0.1％。
量子寄存器(QUREG)应该构建得足够小以实现其预期功能，以便量子寄存器(QUREG)的第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的磁场至少暂时地影响量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的行为，和/或第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的磁场至少暂时地影响第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)。
优选地，量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)与量子寄存器(QUREG)的第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)之间的空间距离(sp12)非常小，以使得量子寄存器(QUREG)的第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的磁场至少暂时地影响量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的行为，和/或量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的磁场至少暂时地影响量子寄存器(QUREG)的第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的行为。优选地，为此目的，量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)与量子寄存器(QUREG)的第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)之间的第二距离(sp12)小于50nm和/或小于30nm和/或小于20nm和/或小于10nm和/或小于5nm和/或小于2nm，和/或量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)与量子寄存器(QUREG)的第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)之间的第二距离(sp12)在30nm至2nm之间和/或小于10nm和/或小于5nm和/或小于2nm。
这种量子寄存器可以被级联。上述两位(two-bit)量子寄存器沿着为两个量子比特(QUB1，QUB2)共用的水平线(LH)串接。代替水平串接(stringing)，同样可以想到沿着垂直线的垂直串接。水平和垂直线则交换功能。也可以想到二维串接在一起，这对应于这些可能性的组合。
代替两位量子寄存器(QUREG)，也可以想到将n个量子比特(QUB1至QUBn)串接在一起。作为示例，这里说明三位量子寄存器，作为示例其沿着水平线(LH)延伸。对于接下来更多的量子比特(QUB4至QUBn)，同样适用。量子寄存器当然可以在其它方向上延伸m个量子比特(QUB0至QUB(m-1))。为了简化说明，这里提供的文本仅限于从1到n的指标的正值。
通过沿着n位量子寄存器(QUREG)内的示例性一维线(例如沿着所述垂直线(LV)或沿着所述水平线(LH))的n个量子比特(QUB1至QUBn)的示例性线性级联，n位量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)与n位量子寄存器(QUREG)的第n量子比特(QUBn)的第n量子点(NVn)之间的空间距离(sp1n)可以非常大，使得n位量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)不再与n位量子寄存器(QUREG)的第n量子比特(QUBn)的第n量子点(NVn)耦合或者不再能够直接纠缠。为了简单起见，我们假定n个量子比特(QUB1至QUBn)的n个量子点(NV1至NVn)沿着所述一维线可数地排列。该一维线也可以是弯曲的或有角度的。因此，在该示例中，n个量子点(NV1至NVn)以及它们对应的各量子比特(QUB1至QUBn)可以说表示从第一量子点(NV1)开始以第n量子点(NVn)结束的n个量子点(NV1至NVn)的链。在该n个量子点(NV1至NVn)的链中，量子点(NV1至NVn)以及量子比特(QUB1至QUBn)是可数的，并且由此可以用整数从1到n连续编号。
因此，在该链中，第(j-1)个量子点(NV(j-1))位于第(j)个量子点(NVj)之前，在下文中被其称为前导量子点(NV(j-1))。因此，在该链中，具有第(j-1)量子点(NV(j-1))的第(j-1)量子比特(QUB(j-1))位于具有第(j)量子点(NV(j))的第(j)量子比特(QUB(j))之前，在下文中将其称为前导量子比特(QUB(j-1))。
因此，在该链中，第j量子点(NVj)后面跟有第(j+1)量子点(NV(j+1))，在下文中将其称为后继量子点(NV(j+1))。因此，在该链中，具有第(j)量子点(NVj)的第(j)量子比特(QUB(j))后面跟有具有第(j+1)量子点(NV(j+1))的第(j+1)量子比特(QUB(j+1))，其将在下文中被称为后继量子比特(QUB(j+1))。这里，关于该示例性链的标记数j在这里应该是1<j<n的任何正整数，其中n应该是n>2的正整数。
在该链中，第j量子点(NVj)则具有距离(sp(j-1)j)，即它的前导距离。优选地，量子寄存器(QUREG)的第j量子比特(QUBj)的第j量子点(NVj)与量子寄存器(QUREG)的前面的第(j-1)量子比特(QUB(j-1))的第(j-1)量子点(NV(j-1))之间的空间距离(sp(j-1)j)非常小，使得n位量子寄存器(QUREG)的前面的第(j-1)量子比特(QUB(j-1))的第(j-1)量子点(NV(j-1))的磁场至少暂时地影响n位量子寄存器(QUREG)的第j量子比特(QUBj)的第j量子点(NVj)的行为，和/或n位量子寄存器(QUREG)的第j量子比特(QUBj)的第j量子点(NVj)的磁场至少暂时地影响量子寄存器(QUREG)的前面的第(j-1)量子比特(QUB(j-1))的第(j-1)量子点(NV(j-1))的行为。优选地，n位量子寄存器(QUEREG)的第j量子比特(QUBj)的第j量子点(NVj)与n位量子寄存器(QUEREG)的前面的第(j-1)量子比特(QUB(j-1))的第(j-1)量子点(NV(j-1))之间的距离(sp(j-1)1)小于50nm和/或小于30nm和/或小于20nm和/或小于10nm和/或小于5nm和/或小于2nm，和/或n位量子寄存器(QUEREG)的第j量子比特(QUBj)的第j量子点(NVj)与n位量子寄存器(QUEREG)的前面的第(j-1)量子比特(QUB(j-1))的第(j-1)量子点(NV(j-1))之间的距离(sp(j-1)j)在30nm至2nm之间和/或小于10nm和/或小于5nm和/或小于2nm。
在该链中，第j量子点(NVj)则具有距离(spj(j+1))，即它的后继距离。优选地，量子寄存器(QUREG)的第j量子比特(QUBj)的第j量子点(NVj)与量子寄存器(QUREG)的后面的第(j+1)量子比特(QUB(j+1))的第(j+1)量子点(NV(j+1))之间的空间距离(spj(j+1))非常小，使得n位量子寄存器(QUREG)的后面的第(j+1)量子比特(QUB(j+1))的第(j+1)量子点(NV(j+1))至少暂时地影响n位量子寄存器(QUEREG)的第j量子比特(QUBj)的第j量子点(NVj)的行为，和/或n位量子寄存器(QUEREG)的第j量子比特(QUBj)的第j量子点(NVj)的磁场至少暂时地影响n位量子寄存器(QUREG)的后面的第(j+1)量子比特(QUB(j+1))的第(j+1)量子点(NV(j+1))的行为。优选地，n位量子寄存器(QUEREG)的第j量子比特(QUBj)的第j量子点(NVj)与n位量子寄存器(QUREG)的后面的第(j+1)量子比特(QUB(j+1))的第(j+1)量子点(NV(j+1))之间的距离(spj(j+1))小于50nm和/或小于30nm和/或小于20nm和/或小于10nm和/或小于5nm和/或小于2nm，和/或n位量子寄存器(QUEREG)的第j量子比特(QUBj)的第j量子点(NVj)与n位量子寄存器(QUREG)的后面的第(j+1)量子比特(QUB(j+1))的第(j+1)量子点(NV(j+1))之间的距离(spj(j+1))在30nm至2nm之间和/或小于10nm和/或小于5nm和/或小于2nm。
在该链中，第一量子点(NV1)则具有第一距离(sp12)，即它的后继距离。优选地，量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)与量子寄存器(QUREG)的后面的第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)之间的该第一空间距离(sp12)非常小，使得n位量子寄存器(QUREG)的后面的第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的磁场至少暂时地影响n位量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的行为，和/或n位量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的磁场至少暂时地影响n位量子寄存器(QUREG)的后面的第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的行为。优选地，为此目的，n位量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)与n位量子寄存器(QUREG)的后面的第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)之间的距离(sp12)小于50nm和/或小于30nm和/或小于20nm和/或小于10nm和/或小于5nm和/或小于2nm，和/或n位量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)与n位量子寄存器(QUREG)的后面的第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)之间的距离(sp12)在30nm至2nm之间和/或小于10nm和/或小于5nm和/或小于2nm。
在该链中，第n量子点(NVn)则具有距离(sp(n-1)n)，即它的前导距离。优选地，量子寄存器(QUREG)的第n量子比特(QUBn)的第n量子点(NVn)与量子寄存器(QUREG)的前面的第(n-1)量子比特(QUB(n-1))的第(n-1)量子点(NV(n-1))之间的该空间距离(sp(n-1)n)非常小，使得n位量子寄存器(QUREG)的前面的第(n-1)量子比特(QUB(n-1))的第(n-1)量子点(NV(n-1))的磁场至少暂时地影响n位量子寄存器(QUREG)的第n量子比特(QUBn)的第n量子点(NVn)的行为，和/或n位量子寄存器(QUREG)的第n量子比特(QUBn)的第n量子点(NVn)的磁场至少暂时地影响量子寄存器(QUREG)的前面的第(n-1)量子比特(QUB(n-1))的第(n-1)量子点(NV(n-1))的行为。优选地，n位量子寄存器(QUREG)的第n量子比特(QUBn)的第n量子点(NVn)与n位量子寄存器(QUREG)的前面的第(n-1)量子比特(QUB(n-1))的第(n-1)量子点(NV(n-1))之间的距离(sp(n-1)n)小于50nm和/或小于30nm和/或小于20nm和/或小于10nm和/或小于5nm和/或小于2nm，和/或n位量子寄存器(QUREG)的第n量子比特(QUBn)的第n量子点(NVn)与n位量子寄存器(QUREG)的前面的第(n-1)量子比特(QUB(n-1))的第(n-1)量子点(NV(n-1))之间的距离(sp(n-1)n)在30nm至2nm之间和/或小于10nm和/或小于5nm和/或小于2nm。
在该链中，第一量子点(NV1)则可以具有与第n量子点(NVn)相关的距离(sp1n)，即其链长。优选地，在链的开始处的量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)与在链的末端处的n位量子寄存器(QUREG)的第n量子比特(QUBn)的第n量子点(NVn)之间的该空间距离(sp1n)使得在链的开始处的n位量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的磁场无法再显著地影响在链的末端处的n位量子寄存器(QUREG)的第n量子比特(QUBn)的第n量子点(NVn)的行为，和/或在链的末端处的n位量子寄存器(QUREG)的第n量子比特(QUBn)的第n量子点(NVn)的磁场无法再直接影响在链的开始处的n位量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的行为，而仅在第一量子点(NV1)与第n量子点(NVn)之间的n-2个量子点(NV2至NV(n-1))的帮助下才能够产生上述影响。
因此，下面针对三位量子寄存器所述的原理可以应用于具有三个以上量子比特(n>3)的n位量子寄存器。因此，不再针对多位量子寄存器详细说明这些原理，因为从以下对三位量子寄存器的说明中，它们对于本领域技术人员来说是显而易见的。这种多位量子寄存器明确地包括在权利要求中。
根据之前的说明，三位量子寄存器则是如前所述的具有至少第三量子比特(QUB3)的量子寄存器。优选地，第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的第一量子点类型以及第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的第二量子点类型则等同于第三量子比特(QUB3)的第三量子点(NV3)的第三量子点类型。
优选地，在这样的示例性三位量子寄存器中，第一量子比特(QUB1)和第二量子比特(QUB2)以及第三量子比特(QUB3)是共用基板(D)。在下文中，第三量子比特(QUB3)的量子点(NV)将被称为第三量子点(NV3)。优选地，第三量子比特(QUB3)的水平线(LH)是所述第一水平线(LH1)，并因此与第二量子比特(QUB2)的水平线(LH)和第一量子比特(QUB1)的水平线(LH)是共用的。在下文中，第三量子比特(QUB3)的垂直线(LV)将被称为第三垂直线(LV3)。如前所述，除了沿着第一条水平线(LH1)的量子比特的该排列以外，还可以想到其它排列。
现在为了能够传输量子信息的依赖关系，如果第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的磁场可以至少暂时地影响第三量子比特(QUB3)的第三量子点(NV3)的行为，和/或如果第三量子比特(QUB3)的第三量子点(NV3)的磁场可以至少暂时地影响第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的行为，则是有用的。这产生了下文中被称为量子总线的并用于传输由此创建的量子总线(QUBUS)的量子点的量子信息的依赖关系。
为了实现这些依赖关系，如果第三量子比特(QUB3)的第三量子点(NV3)与第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)之间的空间距离(sp23)非常小，使得第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的磁场能够至少暂时地影响第三量子比特(QUB3)的第三量子点(NV3)的行为，和/或第三量子比特(QUB3)的第三量子点(NV3)的磁场能够至少暂时地影响第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的行为，则是有用的。
为了实现这种耦合，如果第三量子比特(QUB3)的第三量子点(NV3)与第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)之间的空间距离(sp23)小于50nm和/或小于30nm和/或小于20nm和/或小于10nm和/或小于10nm和/或小于5nm和/或小于2nm，和/或如果第三量子比特(QUB3)的第三量子点(NV3)与第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)之间的空间距离(sp23)在30nm至2nm之间和/或小于10nm和/或小于5nm和/或小于2nm，则是有用的。
如上所述，量子寄存器(QUREG)的量子比特(QUB)优选被排列在一维点阵中。二维点阵中的排列是可能的，但不是非常有利，因为这样就不能再不费周折地毫不含糊地求解出当前方程。
优选地，量子寄存器(QUREG)的量子比特(QUB)因此被排列为一个或多个量子点(NV)阵列的单元晶格的一维或二维点阵，该点阵具有作为用于各个单元晶格之间的距离的点阵常数的第二间距(sp12)。
非均匀量子寄存器(IHQUREG)的构造
现在，与均匀量子寄存器(QUREG)不同的是，非均匀量子寄存器(IHQUEG)由不同量子点类型的量子点(NV)组成。
例如，非均匀量子寄存器(IHQUEG)的一个量子点(NV)可以是作为第一量子点类型的金刚石中的NV中心(NV)，并且非均匀量子寄存器(IHQUREG)的另一量子点(NV)可以是作为第二量子点类型的金刚石中的SiV中心。
因此，非均匀量子寄存器(IHQUREG)优选包括第一量子比特(QUB1)和至少第二量子比特(QUB2)，其中非均匀量子寄存器(IHQUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的第一量子点类型不同于非均匀量子寄存器(IHQUREG)的第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的第二量子点类型。
然而，优选地，基板(D)对第一量子比特(QUB1)和第二量子比特(QUB2)是共用的。再次地，在下文中，非均匀量子寄存器(IHQUREG)的第一量子比特(QUB1)的量子点(NV)被称为非均匀量子寄存器(IHQUREG)的第一量子点(NV1)，并且非均匀量子寄存器(IHQUREG)的第二量子比特(QUB2)的量子点(NV)被称为非均匀量子寄存器(IHQUREG)的第二量子点(NV2)。
类似地，再次，非均匀量子寄存器(IHQUAREG)的第一量子比特(QUB1)的水平线(LH)在下文中被称为第一水平线(LH1)，并且第二量子比特(QUB2)的水平线(LH)被称为第二水平线(LH2)。
以类似的方式，非均匀量子寄存器(IHQUREG)的第一量子比特(QUB1)的垂直线(LV)在下文中优选被称为第一垂直线(LV1)，并且第二量子比特(QUB2)的第二垂直线(LV)在下文中优选被称为第二垂直线(LV2)。例如，如果第一水平线(LH1)等同于第二水平线(LH1)，则是有用的。可选择地，例如，如果第一垂直线(LV1)等同于第二垂直线(LV1)，则是有用的。
优选地，第一水平线(LH1)和第二水平线(LH2)以及第一垂直线(LV)和第二垂直线基本上由没有磁矩μ的同位素构成。在这种情况下，基本上意味着：作为一条或多条线路的组成部分的元素的具有磁矩的同位素相对于作为这些线路的组成部分的100％的该元素的总比例K1G相对于上述表格中所示的自然总比例K1G减少为作为这些线路中的一条或多条的组成部分的元素的具有磁矩的同位素相对于作为这些线路中的一条或多条的组成部分的100％的该元素的比例K1G’。因而，该比例K1G’比在用作量子点(NV)的顺磁扰动(NV)和/或用作核量子点(CI)的核自旋的影响区域中的一条或多条线路的所讨论的元素的总自然比例K1G小50％，更好地小20％，更好地小10％，更好地小5％，更好地小2％，更好地小1％，更好地小0.5％，更好地小0.1％。
优选地，非均匀量子寄存器(IHQUREG)被设计成使得非均匀量子寄存器(IHQUREG)的第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的磁场至少暂时地影响非均匀量子寄存器(IHQUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的行为，和/或非均匀量子寄存器(IHQUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的磁场至少暂时地影响非均匀量子寄存器(IHQUREG)的第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的行为。
为此，再次优选地，非均匀量子寄存器(IHQUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)与非均匀量子寄存器(IHQUREG)的第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)之间的空间距离(sp12)被选择为是非常小的，使得非均匀量子寄存器(IHQUREG)的第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的磁场至少暂时地影响非均匀量子寄存器(IHQUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的行为，和/或非均匀量子寄存器(IHQUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的磁场至少暂时地影响非均匀量子寄存器(IHQUREG)的第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的行为。优选地，非均匀量子寄存器(IHQUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)与非均匀量子寄存器(IHQUREG)的第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)之间的第二距离(sp12)小于50nm和/或优选地小于30nm和/或优选地小于20nm和/或优选地小于10nm和/或优选地小于5nm和/或优选地小于2nm，和/或非均匀量子寄存器(IHQUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)与非均匀量子寄存器(IHQUREG)的第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)之间的第二距离(sp12)优选在30nm至2nm之间和/或更好地小于10nm和/或更好地小于5nm和/或更好地小于2nm。
优选地，非均匀量子寄存器(IHQUIG)的量子比特由针对各个单元晶格的以一维或二维点阵排列的两个以上的量子比特的阵列的单元晶格组成。
优选地，非均匀量子寄存器(IHQUREG)的量子比特以作为针对各个单元晶格的点阵常数的第二间距(sp12)排列为由一个以上的量子比特组成的阵列的单元晶格的一维或二维点阵。
核量子寄存器(CCQUEREG)的构造
该概念的另一方面涉及核-核量子寄存器(CCQUEREG)。核-核量子寄存器(CCQUREG)包括第一核量子比特(CQUB1)和如前所述的至少第二核量子比特(CQUB2)。这里需要注意的是，核量子比特(CQUB1，CQUB2)的核量子点(CI1，CI2)应该被定位为彼此靠近，使得它们可以在不需要量子点(NV)(例如在金刚石作为基板(D)的材料的情况下的NV中心(NV)或在硅作为基板(D)的材料的情况下的G中心)的情况下彼此相互作用。由于这种非常密集的布置的困难性，因此这里仅为了完整性而包括该核量子寄存器(CCQUEREG)。目前，只能通过随机过程进行制造，其中核量子点(CI1，CI2)恰好彼此足够靠近。也可以想到使用STM将后续核量子点的同位素并排排列在基板的表面上例如作为这种同位素的密集线，然后沉积周围的材料。
尽管如此，如今通过将具有核自旋的同位素植入基板(D)中已经可以以非常低的产量制造这种核量子寄存器(CCQUEREG)。
如果使用金刚石作为基板(D)，则可以植入具有数个13C原子的化学化合物，例如有机分子。这使13C同位素靠近在一起。如果分子还包括氮原子，则如上所述的量子ALU(QUALU)可以非常容易地以这种方式在作为基板(D)的金刚石中制造。基板(D)优选通过放置对准标记来预先制备。这可以通过光刻并且更具体地通过电子和/或离子束光刻来完成。植入分子，然后进行温度步骤以固化晶体，例如金刚石基板。在该过程的后期，通过用“绿光”照射光学地检测产生的量子点(例如NV中心)的位置，在金刚石中的NV中心的情况下，NV中心被激发为红色荧光。优选地，这是在STED显微镜中完成的。这允许相对于先前施加的对准标记具有足够准确度的定位。优选地，根据定位结果，水平和垂直线(LV，LH)则例如借助于电子束光刻来制造。
这同样适用于基板(D)和/或其它顺磁干涉中心的其它材料。
如前所述，基板(D)通常对第一核量子比特(CQUB1)和第二核量子比特(CQUB2)是共用的。第一核量子比特(CQUB1)的核量子点(CI)在下文中被称为第一核量子点(CI1)，并且第二量子比特(CQUB2)的核量子点(CI)在下文中被称为第二核量子点(CI2)。类似于先前所述的寄存器，第一核量子比特(CQUB1)的水平线(LH)在下文中被称为第一水平线(LH1)，且第二核量子比特(CQUB2)的水平线(LH)在下文中被称为所述第一水平线(LH1)，并且第一核量子比特(CQUB1)的垂直线(LV)在下文中被称为第一垂直线(LV1)，且第二核量子比特(CQUB2)的垂直线(LV)在下文中被称为第二垂直线(LV2)。
如果核量子寄存器(CCQUREG)的核量子点(CI1，CI2)彼此足够靠近，则第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)的磁场能够至少暂时地影响第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)的行为，和/或第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)的磁场能够至少暂时地影响第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)的行为。这能够被用于量子操作。
为此，第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)与第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)之间的空间距离(sp12)应该优选非常小，使得第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)的磁场可以至少暂时地影响第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)的行为，和/或第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)的磁场可以至少暂时地影响第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)的行为。
为此，优选地，第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)与第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)之间的第四距离(sp12’)应该小于100pm和/或更好地小于50pm和/或更好地小于30pm和/或更好地小于20pm和/或更好地小于10pm。
在可能的情况下，核-核量子寄存器(CCQUREG)的核量子比特应该以一维或二维点阵排列。
优选地，核-核量子寄存器(CCQUREG)的核量子比特以作为各个单元晶格的点阵常数的第二间距(sp12)排列在一个或多个的核量子比特阵列的单元晶格的一维或二维点阵中。由于量子点(NV)相对于核量子点(CI)的一维或二维点阵通常发生适当的不对称定位，因此具有量子点(NV)的一维或二维核量子点点阵的每个核量子点(CI1，CI2)的一个核量子点对的耦合能量则是每对都不同的。则这允许彼此不同的核量子点(CI)和量子点(NV)的单个对的选择或寻址。这允许将量子操作限制在核量子点(CI)和量子点(NV)的相关对上。
核-核量子寄存器(CCQUREG)也可以制成非均匀的。这种非均匀核-核量子寄存器(CCQUREG)的特征在于，至少一个核量子点具有与核-核量子寄存器(CCQUREG)的另一核量子点不同的同位素。例如，作为基板(D)的材料的金刚石中的核-核量子寄存器(CCQUREG)可以具有作为第一核量子点(CI1)的13C同位素和作为第二核量子点(CI2)的15N同位素，它们在足够靠近时彼此相互作用。
这种核-核量子寄存器(CCQUREG)可以被级联。前面所述的两位核-核量子寄存器(CCQUREG)沿着为两个核量子比特(CQUB1，CQUB2)共用的水平线(LH)串接。代替水平串接，同样可以想到沿着垂直线的垂直串接。水平和垂直线则互换功能。也可以想到二维串接在一起，这对应于这些可能性的组合。
代替两位核-核量子寄存器(CCQUREG)，也可以想到将n个核量子比特(CQUB1至CQUBn)串接在一起。作为示例，这里说明三位核-核量子寄存器(CCQUREG)，作为示例其沿着水平线(LH)延伸。对于后续更多核量子比特(QUB4至QUBn)，同样适用。核-核量子寄存器(CCQUREG)当然可以在其它方向上延伸m个核量子比特(CQUB0至CQUB(m-1))。为了简化说明，这里提供的文本仅限于从1到n的指标的正值。
通过沿着n位核量子寄存器(CCQUREG)内的示例性一维线，例如沿着所述垂直线(LV)或沿着所述水平线(LH)的n个核量子比特(CQUB1至CQUBn)的示例性线性级联，n位核量子寄存器(QUREG)的第一核量子比特(QUB1)的第一核量子点(CI1)与n位核量子寄存器(CCQUREG)的第n核量子比特(CQUBn)的第n核量子点(CIn)之间的空间距离(sp1n)可以非常大，使得n位核-核量子寄存器(CCQUREG)的第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)不再与n位核-核量子寄存器(CCQUREG)的第n核量子比特(CQUBn)的第n核量子点(CIn)耦合或者可以直接纠缠。为了简单起见，我们假定n个核量子点(CQUB1至CQUBn)中的n个核量子点(CI1至CIn)沿着所述一维线可数地排列。该一维线也可以是弯曲的或有角度的。因此，在该示例中，n个核量子点(CI1至CIn)以及由此通常它们各个的核量子比特(CQUB1至CQUBn)被称为表示从第一核量子点(CI1)开始到第n核量子点(CIn)结束的n个核量子点链(CI1至CIn)。在该n个核量子点(CI1至CIn)链中，核-核量子寄存器(CCQUREG)的核量子点(CI1至CIn)以及由此通常核量子比特(CQUB1至CQUBn)是可数的，并且因此可以用正整数从1到n连续编号。
因此，在该链中，第j核量子点(CIj)前面是第(j-1)核量子点(CI(j-1))，其在下文中将被称为前导核量子点(CI(j-1))。因此，通常也在该链中，具有第j核量子点(CIj)的第(j-1)核量子比特(CQUBj)前面是具有第(j-1)核量子比特(CQUB(j-1))(其在下文中将被称为前导核量子比特(CQUB(j-1)))的核-核量子寄存器(CCQUREG)的第(j-1)核量子点(CI(j-1))。
因此，在该链中，第j核量子点(CIj)后跟有第(j+1)核量子点(CI(j+1))，其在下文中将被称为后继核量子点(CI(j+1))。因此，在该链中，具有第(j)核量子点(CIj)的第(j+1)核量子比特(CQUBj)后面是具有第(j+1)核量子点(CI(j+1))的第(j+1)核量子比特(CQUB(j+1))，其在下文中被称为后继核量子比特(CQUB(j-1))。这里，相对于该示例性链的下标j这里应该是1<j<n的任何正整数，其中n应该是n>2的正整数。
在该链中，第j核量子点(CIj)则具有距离(sp’(j-1)j)，即其前导距离。优选地，n位核-核量子寄存器(CCQUREG)的第j核量子比特(CQUBj)的第j核量子点(CIj)与核-核量子寄存器(CCQUREG)的前面的第(j-1)核量子比特(CQUB(j-1))的第(j-1)核量子点(CI(j-1))之间的该空间距离(sp’(j-1)j)非常小，使得n位核-核量子寄存器(CCQUREG)的前面的第(j-1)核量子比特(CQUB(j-1))的第(j-1)核量子点(CI(j-1))的磁场至少暂时地影响n位核-核量子寄存器(CCQUREG)的第j核量子比特(CQUBj)的第j核量子点(CIj)的行为，和/或n位核-核量子寄存器(CCQUREG)的第j核量子比特(CQUBj)的第j核量子点(CIj)的磁场至少暂时地影响核-核量子寄存器(CCQUREG)的前面的第(j-1)核量子比特(CQUB(j-1))的第(j-1)核量子点(CI(j-1))的行为。优选地，为此目的，n位核-核量子寄存器(CCQUREG)的第j核量子比特(CQUB1)的第j核量子点(CIj)与n位核量子寄存器(CCQUREG)的前面的第(j-1)核量子比特(CQUB(j-1))的第(j-1)核量子点(CI(j-1))之间的距离(sp’(j-1)1)小于200pm和/或更好地小于100pm和/或更好地小于50pm和/或更好地小于30pm和/或更好地小于20pm和/或更好地小于10pm，和/或n位核量子寄存器(CCQUREG)的第j核量子比特(CQUBj)的第j核量子点(CIj)与n位核量子寄存器(CCQUREG)的第(j-1)核量子比特(CQUB(j-1))的第(j-1)核量子点(CI(j-1))之间的距离(sp’(j-1)j)在200pm至2pm之间和/或更好地在100pm至5pm之间和/或更好地小于50pm和/或更好地小于30pm和/或更好地小于20pm和/或更好地小于10pm以及2pm。
例如，可以借助于在作为基板(D)的12C金刚石的金刚石表面上的单个13C原子的以彼此相邻的13C原子相距这样的距离进行位移来制造13C同位素链，其随后借助于CVD工艺而被12C层覆盖和稳定化。然后，该13C原子链的13C原子被耦合在一起。
在该链中，第j核量子点(CIj)还具有距离(sp’j(j+1))，即其后继距离。优选地，核-核量子寄存器(CCQUREG)的第j核量子比特(CQUBj)的第j核量子点(CIj)与核-核量子寄存器(CCQUREG)的后面的第(j+1)核量子比特(CQUB(j+1))的第(j+1)核量子点(CI(j+1))之间的该空间距离(sp’j(j+1))因此非常小，使得n位核-核量子寄存器(CCQUREG)的后面的第(j+1)核量子比特(CQUB(j+1))的第(j+1)核量子点(CI(j+1))的磁场至少暂时地影响n位核-核量子寄存器(CCQUREG)的第j核量子比特(CQUBj)的第j核量子点(CIj)的行为，和/或n位核-核量子寄存器(CCQUREG)的第j核量子比特(CQUBj)的第j核量子点(CIj)的磁场至少暂时地影响n位核-核量子寄存器(CCQUREG)的后面的第(j+1)核量子比特(CQUB(j+1))的第(j+1)核量子点(CI(j+1))的行为。优选地，为此目的，n位核量子寄存器(CCQUREG)的第j核量子比特(CQUB1)的第j核量子点(CIj)与n位核-核量子寄存器(CCQUREG)的后面的第(j+1)核量子比特(CQUB(j+1))的第(j+1)核量子点(CI(j+1))之间的距离(sp’j(j+1))小于200pm和/或小于100pm和/或小于50pm和/或小于20pm和/或小于10pm和/或小于5pm和/或小于2pm，和/或n位核量子寄存器(CCQUREG)的第j核量子比特(CQUBj)的第j核量子点(CIj)与后面的n位核-核量子寄存器(CCQUREG)的第(j+1)核量子比特(CQUB(j+1))的第(j+1)核量子点(CI(j+1))之间的距离(sp’j(j+1))在200pm至2pm之间和/或小于100pm和/或小于50pm和/或小于20pm。
在该链中，第一核量子点(CI1)则具有第一距离(sp’12)，即其后继距离。优选地，n位核量子寄存器(CCQUREG)的第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)与n位核量子寄存器(CCQUREG)的后续的通常是第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)之间的该第一空间距离(sp’12)因此非常小，使得n位核量子寄存器(CCQUREG)的后续的第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)的磁场至少暂时地影响n位核量子寄存器(CCQUREG)的第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)的行为，和/或n位核量子寄存器(CCQUREG)的第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)的磁场至少暂时地影响n位核量子寄存器(CCQUREG)的后续的第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)的行为。优选地，n位核-核量子寄存器(CCQUREG)的第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)与n位核-核量子寄存器(CCQUREG)的后面的第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)之间的距离(sp’12)小于200pm和/或小于100pm和/或小于50pm和/或小于20pm和/或小于10pm和/或小于5pm和/或小于2pm，和/或n位核量子寄存器(CCQUREG)的第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)与n位核量子寄存器(CCQUREG)的后面的第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)之间的距离(sp’12)在200pm至2pm之间和/或小于100pm和/或小于50pm和/或小于20pm。
在该链中，第n核量子点(CIn)则具有距离(sp’(n-1)n)，即其前导距离。优选地，n位核量子寄存器(CCQUREG)的第n核量子比特(CQUBn)的第n核量子点(CIn)与n位核量子寄存器(CCQUREG)的前面的第(n-1)核量子比特(CQUB(n-1))的第(n-1)核量子点(CI(n-1))之间的该空间距离(sp’(n-1)n)非常小，使得n位核量子寄存器(CCQUREG)的前面的第(n-1)核量子比特(CQUB(n-1))的第(n-1)核量子点(CI(n-1))的磁场至少暂时地影响n位核量子寄存器(CCQUREG)的第n核量子比特(CQUBn)的第n核量子点(CIn)的行为，和/或n位核量子寄存器(CCQUREG)的第n核量子比特(CQUBn)的第j核量子点(CIn)的磁场至少暂时地影响n位核量子寄存器(CCQUREG)的前面的第(n-1)核量子比特(CQUB(n-1))的第(n-1)核量子点(CI(n-1))的行为。优选地，n位核量子寄存器(CCQUREG)的第n核量子比特(CQUBn)的第n核量子点(CIn)与n位核量子寄存器(CCQUREG)的前面的第(n-1)核量子比特(CQUB(n-1))的第(n-1)核量子点(CI(n-1))之间的距离(sp’(n-1)1)小于200pm和/或小于100pm和/或小于50pm和/或小于20pm和/或小于10pm和/或小于5pm和/或小于2pm，和/或n位核量子寄存器(CCQUREG)的第n核量子比特(CQUBn)的第n核量子点(CIn)与n位核量子寄存器(CCQUREG)的前面的第(n-1)核量子比特(CQUB(n-1))的第(n-1)核量子点(CI(n-1))之间的距离(sp’(n-1)n)在200pm至2pm之间和/或小于100pm和/或小于50pm和/或小于20pm和/或小于10pm和/或小于5pm和/或小于2pm。
在该链中，第一核量子点(CI1)则可以具有与第n核量子点(CIn)相关的距离(sp’1n)，即其链长。为此目的，优选的是，在链的开始处的n位核量子寄存器(CCQUREG)的通常是第一核量子比特(QUB1)的第一核量子点(CI1)与在链的末端处的n位核-核量子寄存器(CCQUREG)的通常是第n量子比特(QUBn)的第n核量子点(CIn)之间的该空间距离(sp’1n)非常大，使得在链的开始处的n位核-核量子寄存器(CCQUREG)的通常是第一核-核量子比特(CQUB1)的第一核-核量子点(CI1)的磁场不再能显著地直接影响在链的末端处的n位核量子寄存器(CCQUREG)的通常是第n核量子比特(CQUBn)的第n核量子点(CIn)的行为，和/或在链的末端处的n位核量子寄存器(CCQUREG)的通常是第n核量子比特(CQUBn)的第n核量子点(CIn)的磁场不再能显著地直接影响在链的开始处的n位核量子寄存器(CCQUREG)的通常是第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)的行为，而只有在第一核量子点(CI1)与第n核量子点(CIn)之间的n-2个核量子点(CI2至CI(n-1))的帮助下才能产生上述影响。
因此，下面对于三位核-核量子寄存器描述的原理可以被转用到具有三个以上核量子点(CI1至CIn)的核-核量子寄存器(CCQUREG)。因此，不再针对n>3的n位核-核量子寄存器(CCQUREG)详细说明这些原理，因为根据以下对三位核-核量子寄存器的说明，对于本领域技术人员来说，它们是显而易见的。这种多位核-核量子寄存器明确被包括在权利要求中。
三位核-核量子寄存器(CCQUREG)则是如前所述地具有根据先前说明的至少第三核量子比特(CQUB3)的核-核量子寄存器(CCQUREG)。则优选地，通常是第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)的第一核量子点类型与通常是第二核量子点(CI2)的第二核量子点(CI2)的第二核量子点类型等同于通常是第三核量子比特(CQUB3)的第三核量子点(CI3)的第三核量子点类型。
优选地，在这种示例性三位核量子寄存器中，基板(D)对第一核量子点(CI1)和第二核量子点(CI2)以及第三量子点(CI3)是共用的。通常是第三核量子比特(CQUB3)的核量子点(CI)在下文中将被称为第三核量子点(CI3)。优选地，第三核量子比特(CQUB3)的水平线(LH)是所述第一水平线(LH1)，并由此与第二核量子比特(CQUB2)的水平线(LH)和第一核量子比特(CQUB1)的水平线(LH)共用。第三核量子比特(CQUB3)的垂直线(LV)在下文中将被称为第三垂直线(LV3)。如前所述，作为沿着第一水平线(LH1)的核量子比特的该排列的替代，还可以想到其它排列。
现在，为了能够传输量子信息的依赖关系，如果通常是第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)的磁场可以至少暂时地影响通常是第三核量子比特(CQUB3)的第三核量子点(CI3)的行为，和/或如果通常是第三核量子比特(CQUB3)的第三核量子点(CI3)的磁场可以至少暂时地影响通常是第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)的行为，则将是有用的。这产生了下文所称的核量子总线，其用于传输由此创建的核量子总线(CQUBUS)的核量子点的量子信息的依赖关系。
为了能够实现这些依赖关系，如果通常是第三核量子比特(CQUB3)的第三核量子点(CI3)与第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)之间的空间距离(sp’23)优选非常小，使得通常是第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)的磁场可以至少暂时地影响通常是第三核量子比特(CQUB3)的第三核量子点(CI3)的行为，和/或通常是第三核量子比特(CQUB3)的第三核量子点(CI3)的磁场可以至少暂时地影响通常是第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)的行为，则将是有用的。
为了实现该耦合，如果第三核量子比特(CQUB3)的第三核量子点(CI3)与通常是第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)之间的空间距离(sp’23)小于200pm和/或小于100pm和/或小于50pm和/或小于20pm和/或小于10pm和/或小于5pm和/或小于2pm，和/或如果通常是第三核量子比特(CQUB3)的第三核量子点(CI3)与通常是第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)之间的空间距离(sp’23)在200pm至2pm之间和/或小于100pm和/或小于50pm和/或小于20pm和/或小于10pm和/或小于5pm和/或小于2pm，则将是有用的。
如上所述，核-核量子寄存器(CCQUREG)的核量子点(CI)优选以一维点阵排列。二维点阵的排列是可能的，但不是非常有利，因为这样就不能再不费周折地明确地求解当前方程。
优选地，核-核量子寄存器(CCQUREG)的核量子点(CI)因此在具有作为用于各个单元晶格之间的距离的点阵常数的第二间距(sp12’)的情况下被排列在一个或多个核量子点(CI)的阵列的单元晶格的一维或二维点阵中。
核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的构造
现在可以由先前所述的寄存器组装核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)。
根据本发明，如前所述，这种核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)包括第一核量子比特(CQUB1)和至少第二核量子比特(CQUB2)。如前所述，核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)还包括第一量子比特(QUB1)和至少第二量子比特(QUB2)。这种核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)是量子总线(QUBUS)的最简单形式。
为了简单起见，我们假定第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)距第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)比核-核耦合距离更远，并且因此第一核量子点(CI1)未直接耦合至第二核量子点(CI2)。
此外，我们假定第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)距第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)比电子-核耦合距离更近，并且因此第一核量子点(CI1)直接耦合或能够直接耦合至第一量子点(NV1)。
此外，我们假定第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)距第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)比电子-核耦合距离更近，并且因此第二核量子点(CI2)直接耦合或能够直接耦合至第二量子点(NV2)。
最后，假定第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)距第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)比电子-电子耦合距离更近，并且因此第一量子点(NV1)直接耦合或能够直接耦合至第二量子点(NV2)。
因此，第一核量子点(CI1)与第二核量子点(CI2)的耦合仅可能经由第一量子点(NV1)和第二量子点(NV2)间接地进行。
优选地，第一核量子比特(CQUB1)和第一量子比特(QUB1)现在以先前所述的形式形成核-电子量子寄存器(CEQUEREG)，其在下文中被称为第一核-电子量子寄存器(CEQUREG1)。
第二核量子比特(CQUB2)和第二量子比特(QUB2)优选以先前所述类似的方式形成核-电子量子寄存器(CEQUREG)，其在下文中被称为第二核-电子量子寄存器(CEQUREG2)。
理论上，第一核量子比特(CQUB1)和第二核量子比特(CQUB2)可以根据前面的相应说明形成核-核量子寄存器(CCQUREG)。然而，在绝大多数情况下，情况并非如此。为了简单起见，我们在这里假定并不会形成，因为核-核耦合范围远小于电子-电子耦合范围。
更重要的是，优选地，如先前所述，第一量子比特(QUB1)和第二量子比特(CQUB2)形成电子-电子量子寄存器(QUREG)，因为这使得能够传输第一核-电子量子寄存器(CEQUREG1)与第二核-电子量子寄存器(CEQUREG2)之间的依赖关系。一方面的电子-电子量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)与该电子-电子量子寄存器(QUREG)的第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)之间的电子-电子耦合范围通常大于另一方面的核-核量子寄存器(CQUREG)的第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)与核-核量子寄存器(CQUREG)的第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)之间的核-核耦合距离。因此，由于该较高的电子-电子耦合范围，电子-电子量子寄存器(QUREG)可以执行数据总线在传统计算机中具有的功能。因此，电子-电子量子寄存器(QUREG)也可以由n-1个电子-电子量子寄存器(QUREG)的闭合链替代，其中n为正整数，其还可以包括分支和循环。因此，创建复杂量子网络(QUNET)将成为可能，该量子网络将不同的核-电子量子寄存器(CEQUREG2)相互连接并包括一个以上的n位电子-电子量子寄存器(QUREG)。这里，第n量子比特(QUBn)的第n量子点(NVn)可能距第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)比电子-电子耦合距离更远，使得第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)与第n量子比特(QUBn)的第n量子点(NVn)的直接耦合不再可能。然而，由于第一量子比特(QUB1)与第n量子比特(QUBn)之间的n-1个两位电子-电子量子寄存器(QUREG1至QUREG(n-1))的闭合链，在n-1个两位电子-电子量子寄存器链(QUREG1至QUEREG(n-1))的该链的帮助下间接耦合是可能的。在n位电子-电子量子寄存器(NBQUREG)的这种链中，两个连续的两位电子-电子量子寄存器(QUREG)总是包括共用的至少一个量子比特(QUB)，更准确地说是该量子比特(QUB)的量子点(NV)。
具有宽间距的核-电子量子寄存器的核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的示例
现在将使用两个宽间距的核-电子量子寄存器、第一核-电子量子寄存器(CEQUREG1)和第n核-电子量子寄存器(CEQUREGn)的示例更详细地说明长距离耦合的可能性.
在该示例中，如上所述，第一核-电子量子寄存器(CEQUREG1)包括具有第一量子点(NV1)的第一量子比特(QUB1)和具有第一核量子点(CI1)的第一核量子比特(CQUB1)。
在该示例中，如上所述，第n核电子量子寄存器(CEQUREGn)包括具有第n量子点(NVn)的第n量子比特(QUBn)和具有第n核量子点(CIn)的第n核量子比特(CQUBn)。
在该示例中，第一核量子寄存器(CEQUREG1)的第一量子比特(QUB1)及其第一量子点(NV1)也表示n位电子-电子量子寄存器(NBQUREG)的开始。我们可以由此想到将该n位电子-电子量子寄存器(NBQUREG)作为多个n位电子-电子量子寄存器(NBQUREG)的更大的量子网络(QUNET)的一部分，其中量子网络(QUNET)的一个n位电子-电子量子寄存器(NBQUREG)与量子网络(QUNET)的另一n位电子-电子量子寄存器(NBQUREG)的各个n位电子-电子量子寄存器(NBQUREG)的量子比特(QB1至QUBn)的数量n可能是不同的。
在该示例中，第一核电子量子寄存器(CEQUREG1)的第一量子比特(QUB1)极其第一量子点(NV1)因此也是具有n个量子比特(QUB1至QUBn)以及相关的n个量子点(NV1至NVn)的n位电子-电子量子寄存器(NBQUREG)的一部分。由此，第一核电子量子寄存器(CEQUTEG1)的第一核量子点(CI1)连接到n位电子-电子量子寄存器(NBQUREG)，并由此连接到量子网络(QUNET)。这个想法是，利用第一核量子比特(CI1)和第n核量子比特(CIn)的核自旋的典型长相干时间来执行量子操作，并利用n位量子寄存器(NBQUREG)的n个量子比特(QUB1至QUBn)的n个量子点(NV1至NVn)的耦合的空间长范围来在比核量子点(CI1，CIn)的核-核耦合范围更大的空间距离上传输依赖关系。
转换到传统计算机系统的概念，n位电子-电子量子寄存器(NBQUREG)及其n个量子点(NV1至NVn)，优选是n个量子比特(QUB1至QUBn)因此表示在传统计算机中的数据总线。然而，在传统数据总线中传输的是逻辑值，而在称为量子总线(QUBUS)的结构中传输的是依赖关系，使得连接的核量子点(CI1，CIn)也能够在更远的距离上相互纠缠。这样的优势是，由此产生的量子计算机变得可扩展，并且更多数量的量子点和核量子点能够相互纠缠。在该过程中，即使这些核量子点(CI1，CIn)可以使用附属量子点相互纠缠，但由于它们彼此之间的距离，它们不能直接相互纠缠。在非常长的链的情况下，通过串联数个量子点(NV1至NVn)，量子点(NV1，NVn)也可以通过作为附属量子点的其它量子点(NV2至NV(n-1))彼此耦合和纠缠，虽然它们由于彼此之间的距离大而不能直接相互纠缠。这种量子总线(QUBUS)也可以被称为长量子总线(QUBUS)。由于可以选择性地控制单个量子点(NV1至NVn)和单个核量子点以及它们的配对，因此与现有技术相比，可以构建可扩展的量子计算机。
当然，n个量子比特(QUB1至QUBn)中的每个以及由此n个量子点(NV1至NVn)中的每个本身可以是例如n个核电子量子寄存器(CEQUREG1至CEQUREGn)中的一个的一部分。然而，为了理解该方案，考虑位于第一量子比特(QUB1)和第n量子比特(QUBn)之间的量子比特(QUB2至QUB(n-1))是完全足够的，因此这里我们仅限于此，并且如有必要，忽略存在于第一量子点(NV1)与第n量子点(NVn)之间的n-2个量子点(NV2至NV(n-1))的核电子量子寄存器。
因此，在最简单的情况下，量子网络(QUNET)由相互连接的两位电子-电子量子寄存器(QUREG)的单链组成，它们一起形成具有n个量子比特(QUB1至QUBn)以及相关的n个量子点(NV1至NVn)的n位量子寄存器(NBQREG)。为了更好地说明，本文限定了量子网络(QUNET)包括至少两个n位电子-电子量子寄存器(NBQUREG)。
借助于量子网络(QUNET)，分别是量子总线(QUBUS)，尽管第一核量子点(CI1)与第n核电子量子寄存器(CEQUREGn)的第n核量子点(CIn)的核-核耦合范围较小，但第一核电子量子寄存器(CEQUREG1)的第一核量子点(CI1)现在也可以与第n核电子量子寄存器(CEQUREGn)耦合或纠缠，第一核电子量子寄存器(CEQUREG1)的第一核量子点(CI1)与第n核电子量子寄存器(CEQUREGn)的第n核量子点(CIn)耦合或纠缠。在这种情况下，如前所述，相关的量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)包括在该示例中串联的n-1个相互连接的两位电子量子寄存器(QUREG)，所有这些寄存器一起形成一个n位量子寄存器(NBQREG)。在该示例中，由于假定第一核量子点(CI1)和第n核量子点(CIn)之间的示例性空间距离太大，第一核量子点(CI1)与第n核量子点(CIn)的纠缠或耦合不会通过它们之间的直接耦合而发生，而是通过使用n位电子-电子寄存器(NBQUREG)发生，用于将该依赖关系从第一核量子点(CI1)传输到第n核量子点(CIn)或在相反方向上传输。
通过n位电子-电子量子寄存器(NBQUREG)的n个量子比特(QUB1至QUBn)的n个量子点(NV1至NVn)沿着n位量子寄存器(NBQUREG)内的示例性一维线，例如沿着所述垂直线(LV)或沿着所述水平线(LH)的这种示例性线性级联，n位量子寄存器(NBQUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)与n位量子寄存器(NBQUREG)的第n量子比特(QUBn)的第n量子点(NVn)之间的空间距离(sp1n)甚至可以非常大，使得甚至n位量子寄存器(NBQUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)不再能够直接耦合或者直接纠缠到n位量子寄存器(NBQUREG)的第n量子比特(QUBn)的第n量子点(NVn)。
为了简化，我们再次假定n个量子比特(QUB1至QUBn)中的n个量子点(NV1至NVn)沿着所述一维线可数地排列。所述的该一维线也可以是弯曲的或有角度的和环形闭合的。因此，在该示例中，n个量子点(NV1至NVn)以及它们各个的量子比特(QUB1至QUBn)表示n个量子点(NV1至NVn)的链形式的量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)，该链从第一核电子量子寄存器(CEQUREG1)的第一量子点(NV1)开始到第n核电子量子寄存器(CEQUERGn)的第n量子点(NVn)结束。
这里，第一核电子量子寄存器(CEQUREG1)的第一量子点(NV1)也是在n位电子-电子量子寄存器(NBQUREG)开始处的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)。
这里，第n核电子量子寄存器(CEQUREGn)的第n量子点(NVn)也是在n位电子-电子量子寄存器(NBQUREG)结束处的第n量子比特(QUBn)的第n量子点(NVn)。
在n个量子点(NV1至NVn)的所述链的形式的量子网络(QUNET)的该量子总线(QUBUS)中，n位电子-电子-量子寄存器(NBQUREG)的n个量子点(NV1至NVn)以及由此的n位电子-电子量子寄存器(NBQUREG)的n个量子比特(QUB1至QUBn)是可数的，并由此可以用正整数从1到n连续编号。
因此，在量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的量子点(NV1至NVn)的链中，第(j-1)量子点(NV(j-1))在第j量子点(NVj)之前且在下文中被称为前导量子点(NV(j-1))。因此，在该链中，具有第(j)量子点(NVj)的第(j)量子比特(QUB(j))前面是具有第(j-1)量子点(NV(j-1))的第(j-1)量子比特(QUB(j-1))，其在下文中被称为前导量子比特(QUB(j-1))。
因此，在量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的量子点(NV1至NVn)链中，第j量子点(NVj)后面是第(j+1)量子点(NV(j+1))，其在下文中被称为后继量子点(NV(j+1))。因此，在该链中，具有第(j)量子点(NVj)的第(j)量子比特(QUB(j))后面跟有具有第(j+1)量子点(NV(j+1))的第(j+1)量子比特(QUB(j+1))，其在下文中被称为后继量子比特(QUB(j-1))。这里，关于该示例性链的标记数j在这里应该是1<j<n的任何整数正数，其中n应该是n>2的正整数。
在该链中，第j量子点(NVj)则具有距离(sp(j-1)j)，其前导距离。优选地，量子寄存器(QUREG)的第j量子比特(QUBj)的第j量子点(NVj)与n位量子寄存器(NBQUREG)的前面的第(j-1)量子比特(QUB(j-1))的第(j-1)量子点(NV(j-1))之间的空间距离(sp(j-1)j)非常小，使得前面的n位量子寄存器(NBQUREG)的第(j-1)量子比特(QUB(j-1))的第(j-1)量子点(NV(j-1))的磁场至少暂时地影响n位量子寄存器(NBQUREG)的第j量子比特(QUBj)的第j量子点(NVj)的行为，和/或n位量子寄存器(QUEREG)的第j量子比特(QUBj)的第j量子点(NVj)的磁场至少暂时地影响n位量子寄存器(NBQUREG)的前面的第(j-1)量子比特(QUB(j-1))的第(j-1)量子点(NV(j-1))的行为。优选地，量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n位量子寄存器(NBQUREG)的第j量子比特(QUBj)的第j量子点(NVj)与量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n位量子寄存器(NBQUREG)的前面的第(j-1)量子比特(QUB(j-1))的第(j-1)量子点(NV(j-1))之间的距离(sp(j-1)1)小于50nm和/或小于30nm和/或小于20nm和/或小于10nm和/或小于5nm和/或小于2nm，和/或量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n位量子寄存器(NBQUREG)的第j量子比特(QUBj)的第j量子点(NVj)与量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n位量子寄存器(NBQUREG)的前面的第(j-1)量子比特(QUB(j-1))的第(j-1)量子点(NV(j-1))之间的距离(sp(j-1)j)在30nm至2nm之间和/或小于10nm和/或小于5nm和/或小于2nm。
在量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的量子点(NV1至NVn)的链中，第j量子点(NVj)则具有距离(spj(j+1))，其后继距离。优选地，为此，量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n位量子寄存器(QUEREG)的第j量子比特(QUBj)的第j量子点(NVj)与量子寄存器(QUREG)的前面的第(j+1)量子比特(QUB(j+1))的第(j+1)量子点(NV(j+1))之间的该空间距离(spj(j+1))非常小，使得量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n位量子寄存器(NBQUREG)的后面的第(j+1)量子比特(QUB(j+1))的第(j+1)量子点(NV(j+1))的磁场至少暂时地影响量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n位量子寄存器(NBQUREG)的第j量子比特(QUBj)的第j量子点(NVj)的行为，和/或量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n位量子寄存器(NBQUREG)的第j量子比特(QUBj)的第j量子点(NVj)的磁场至少暂时地影响量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n位量子寄存器(NBQUREG)的第(j+1)量子比特(QUB(j+1))的第(j+1)量子点(NV(j+1))的行为。优选地，为此，量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n位量子寄存器(NBQUREG)的第j量子比特(QUBj)的第j量子点(NVj)与量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n位量子寄存器(NBQUREG)的后面的第(j+1)量子比特(QUB(j+1))的第(j+1)量子点(NV(j+1))之间的距离(spj(j+1))小于50nm和/或小于30nm和/或小于20nm和/或小于10nm和/或小于10nm和/或小于5nm和/或小于2nm，和/或量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n位量子寄存器(NBQUREG)的第j量子比特(QUBj)的第j量子点(NVj)与量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n位量子寄存器(NBQUREG)的后面的第(j+1)量子比特(QUB(j+1))的第(j+1)量子点(NV(j+1))之间的距离(spj(j+1))在30nm与2nm之间和/或小于10nm和/或小于5nm和/或小于2nm。
在量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的量子点(NV1至NVn)的链中，第一量子点(NV1)则具有第一距离(sp12)，其后继距离。优选地，为此，量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)与量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n位量子寄存器(NBQUREG)的后面的第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)之间的该第一空间距离(sp12)非常小，使得量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n位量子寄存器(NBQUREG)的后面的第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)至少暂时地影响量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n位量子寄存器(NBQUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的行为，和/或量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n位量子寄存器(NBQUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的磁场至少暂时地影响量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n位量子寄存器(NBQUREG)的后面的第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的行为。优选地，量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n位量子寄存器(NBQUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)与量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n位量子寄存器(NBQUREG)的后面的第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)之间的距离(sp12)小于50nm和/或小于30nm和/或小于20nm和/或小于10nm和/或小于10nm和/或小于5nm和/或小于2nm，和/或量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n位量子寄存器(NBQUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)与量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的后面的n位量子寄存器(NBQUREG)的第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)之间的距离(sp12)在30nm至2nm之间和/或小于10nm和/或小于5nm和/或小于2nm。
在量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n个量子点(NV1至NVn)链中，第n量子点(NVn)则具有距离(sp(n-1)n)，其前导距离。优选地，量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n位量子寄存器(NBQUREG)的第n量子比特(QUBn)的第n量子点(NVn)与量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n位量子寄存器(NBQUREG)的前面的第(n-1)量子比特(QUB(n-1))的第(n-1)量子点(NV(n-1))之间的空间距离(sp(n-1)n)非常小，使得量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的前面的n位量子寄存器(NBQUREG)的第(n-1)量子比特(QUB(n-1))的第(n-1)量子点(NV(n-1))的磁场至少暂时地影响量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n位量子寄存器(NBQUREG)的第n量子比特(QUBn)的第n量子点(NVn)的行为，和/或量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n位量子寄存器(NBQUREG)的第n量子比特(QUBn)的第n量子点(NVn)的磁场至少暂时地影响量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的前面的n位量子寄存器(NBQUREG)的第(n-1)量子比特(QUB(n-1))的第(n-1)量子点(NV(n-1))的行为。优选地，量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n位量子寄存器(NBQUREG)的第n量子比特(QUBn)的第n量子点(NVn)与量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n位量子寄存器(NBQUREG)的前面的第(n-1)量子比特(QUB(n-1))的第(n-1)量子点(NV(n-1))之间的距离(sp(n-1)1)小于50nm和/或小于30nm和/或小于20nm和/或小于10nm和/或小于5nm和/或小于2nm，和/或量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n位量子寄存器(NBQUREG)的第n量子比特(QUBn)的第n量子点(NVn)与量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n位量子寄存器(NBQUREG)的前面的第(n-1)量子比特(QUB(n-1))的第(n-1)量子点(NV(n-1))之间的距离(sp(n-1)n)在30nm至2nm之间和/或小于10nm和/或小于5nm和/或小于2nm。
在量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n个量子点(NV1至NVn)链中，第一量子点(NV1)则可以具有与第n量子点(NVn)相关的距离(sp1n)，即其链长。在该示例中，在量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n个量子点(NV1至NVn)中，量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的在链的开始处的n位量子寄存器(NBQUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)与量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的在链的末端处的n位量子寄存器(NBQUREG)的第n量子比特(QUBn)的第n量子点(NVn)之间的该空间距离(sp1n)必须非常大，使得量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n个量子点(NV1至NVn)中在链的开始处的量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n位量子寄存器(NBQUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的磁场不会显著地直接影响量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n个量子点(NV1至NVn)中在链的末端处的量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n位量子寄存器(NBQUREG)的第n量子比特(QUBn)的第n量子点(NVn)的行为，和/或在链的末端处的量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n位量子寄存器(NBQUREG)的第n量子比特(QUBn)的第n量子点(NVn)的磁场不能显著地直接影响量子总线(QUBUS)的n个量子点(NV1至NVn)中在链的开始处的量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n位量子寄存器(NBQUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的行为，而仅在量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的位于第一量子点(NV1)与第n量子点(NVn)之间的另外的n-2个量子点(NV2至NV(n-1))的帮助下才能产生上述影响。
现在距离被优选为使得第一核电子量子寄存器(CEQUREG1)的第一核量子点(CI1)不再能够直接影响第n核电子量子寄存器(CEQUREG2)的第n量子点(NVn)和第n核量子点(CIn)。特别地，这些距离现在被优先选择为使得第一核电子量子寄存器(CEQUREG1)的第一核量子点(CI1)的磁矩不再能够直接影响第n核电子量子寄存器(CEQUREG2)的第n量子点(NVn)的磁矩和/或第n核量子点(CIn)的磁矩。因此，第一核电子量子寄存器(CEQUREG1)的第一核量子点(CI1)不再能够容易地与第n核电子量子寄存器(CEQUREG2)的第n量子点(NVn)以及第n核量子点(CIn)纠缠。为了使第一核电子量子寄存器(CEQUREG1)的第一核量子点(CI1)与第n核电子量子寄存器(CEQUREG2)的第n量子点(NVn)和/或第n核量子点(CIn)纠缠，而第一核电子量子寄存器(CEQUREG1)的第一核量子点(CI1)的状态能够与第一核电子量子寄存器(CEQUREG1)的第一量子点(NV1)的状态纠缠，则量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n位电子-电子量子寄存器(NBQUREG)的第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的状态能够与量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n位电子-电子量子寄存器(NBQUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的状态纠缠。则量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n位电子-电子量子寄存器(NBQUREG)的第三量子比特(QUB3)的第三量子点(NV3)的状态可以与量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n位电子-电子量子寄存器(NBQUREG)的第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的状态纠缠。因此，这可以在量子网络(QUNET)的示例性的n位电子-电子量子寄存器(NBQUREG)的形式的量子总线(QUBUS)的n个量子点(NV1至NVn)的链内延续，直到最后量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n位电子-电子量子寄存器(NBQUREG)的第n量子比特(QUBn)的第n量子点(NVn)的状态与量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n位电子-电子量子寄存器(NBQUREG)的第(n-1)量子比特(QUB(n-1))的第(n-1)量子点(NV(n-1))的状态纠缠。以该方式，量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n位电子-电子量子寄存器(NBQUREG)的第n量子比特(QUBn)的第n量子点(NVn)的状态可以与量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n位电子-电子量子寄存器(NBQUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的状态纠缠。因此，如果量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n位电子-电子量子寄存器(NBQUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)先前已经与第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)的状态纠缠，则量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n位电子-电子量子寄存器(NBQUREG)的第n量子比特(QUBn)的第n量子点(NVn)的状态也可以与第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)的状态纠缠。最后，第n核量子比特(CQUBn)的第n核量子点(CIn)的状态则可以与量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)的n位电子-电子量子寄存器(NBQUREG)的第n量子比特(QUBn)的第n量子点(NVn)的状态纠缠。结果，第n核电子量子寄存器(CQUREGn)的第n核量子点(CIn)的状态则也通过量子网络(QUNET)的示例性的n位电子-电子量子寄存器(NBQUREG)的形式的量子总线(QUBUS)间接地与第一核电子量子寄存器(CQUREG1)的第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)的状态纠缠，虽然第n核电子量子寄存器(CQUREGn)的第n核量子点(CIn)的状态与第一核电子量子寄存器(CQUREG1)的第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)的状态的直接耦合以及因此的直接纠缠由于第一核量子点(CI1)与第n核量子点(CIn)之间的空间距离过大而是不可能的。
代替核电子量子寄存器(CEQUREG1，CEQUREG2)，也可以使用两个量子ALU(QUALU1，QUALU2)，它们通过电子-电子量子寄存器(QUREG)或量子网络(QUNET)的量子总线(QUBUS)相互连接。优选地，量子网络(QUNET)包括相互连接的至少两条量子总线(QUBUS)。然而，在最广泛的意义上，单条量子总线(QUBUS)也已经可以被视为量子网络(QUNET)。
本文提出的量子比特(QUB)的特别优势在于，它们分别具有所述的垂直线(LV)和水平线(LH)。除了施加的控制信号(如果有的话)之外且叠加在施加的控制信号(如果有的话)之上，这些线还可以被施加有恒定电势，这会使量子总线(QUBUS)的n位电子-电子量子寄存器(NBQUREG)中的在量子点位置处的各个量子比特(QUB)的相关联的量子点(NV)的共振频率失谐，并由此防止从核量子点(CI1)的依赖关系超出失谐量子点的该位置的进一步传输。因此，通过将静态电位模式应用于具有它们的量子点(NV)的量子网络(QUNET)的量子比特(QUB)的控制线(LH，LV)，能够使该量子网络(QUNET)的单个量子点失谐，并且由此使它们对于通过施加到线路(LH，LV)的控制信号而对它们的量子状态的操作不敏感。由此，能够在使具有它们的量子点(NV)的量子比特(QUB)的子集对量子网络内的控制信号敏感的同时，使具有它们的量子点(NV)的剩余的量子比特(QUB)对这些控制信号不敏感。例如，这能够用于将n位量子寄存器划分为m位量子寄存器和p位量子寄存器，其中m+p＝n应该成立。单个量子比特(QUB)及其量子点(NV)或整个量子总线分段的该选择性以及本文提出的方法的可扩展性共同形成了该方案的主要优势。
根据本发明的量子点阵列
基于方案的量子点阵列的构造
如上所述，本文所述的量子计算机系统的重要可能的基础是量子点(QREG1D，QREG2D)的一维阵列(图25)，其可能具有作为量子总线系统的一部分的扭折(kink)(图26)、分支(图27)和循环(图28)。在上述附图中，量子点是这些图中所示的量子ALU的一部分。量子点(NV11，NV12，NV13，NV21，NV22，NV23，NV31，NV32，NV33)优选排列在一维网格(QREG1D)或二维网格(QREG2D)中。该一维网格(QREG1D)或二维网格(QREG2D)的单个晶格位点可能不会被量子点占据。重要的是要注意，优选剩余的量子点形成电子-电子量子寄存器(QUREG)的图形。
为此，本文提出的量子点(NV)的排列应该优选被设计成使得量子点(NV11，NV12，NV13，NV21，NV22，NV23，NV31，NV32，NV33)中的两个紧邻的量子点之间的距离(sp12)小于100nm和/或更好地小于50nm和/或更好地小于30nm和/或更好地小于20nm和/或更好地小于10nm。
量子点(NV11，NV12，NV13，NV21，NV22，NV23，NV31，NV32，NV33)中优选地所有的，但至少两个量子点分别是如前所述的恰好一个量子比特的单独的部分。如前多次所述，在使用金刚石作为基板(D)时，量子点(NV11，NV12，NV13，NV21，NV22，NV23，NV31，NV32，NV33)中的一个或多个量子点是NV中心或SiV中心或ST1中心或L2中心。特别优选的是，使用金刚石中的NV中心或硅中的G中心或碳化硅中的V中心，这是因为在提交本文时有更好的认知。
核量子点阵列(CQREG1D，CQREG2D)的构造
类似于量子点的排列，可以限定核量子点(CQREG1D，CQREG2D)的排列。优选地，核量子点(CI11，CI12，CI13，CI21，CI22，CI23，CI31，CI32，CI33)至少近似地排列在一维点阵(CQREG1D)或二维点阵(CQREG2D)中。因此，该点阵的单元晶格可以由数个核量子点形成。例如，当构造量子ALU的点阵时，这是有用的。在这种情况下，构建了量子点(NV11，NV12，NV13，NV21，NV22，NV23，NV31，NV32，NV33)的点阵。优选地，这些量子点(NV11，NV12，NV13，NV21，NV22，NV23，NV31，NV32，NV33)中的每个则被指定一组核量子点，其数量优选地是相等的，但不一定总是相等的。优选地，与这种量子点相关联的核量子点的排列在不同的量子ALU间也是相似或相同的。更重要地，在量子点与和该量子点相关联的核量子点中的第一核量子点之间的第一耦合强度以及由此相关联的第一共振频率不同于与在该量子点与和该量子点相关联的核量子点中的第二核量子点之间的第二耦合强度以及由此相关联的第二共振频率。
如上所述，可以想到核量子点的核自旋直接相互耦合。为此，核量子点(CI11，CI12，CI13，CI21，CI22，CI23，CI31，CI32，CI33)的两个紧邻的核量子点的核间距(sp12’)必须小于200pm和/或更好地小于100pm和/或更好地小于50pm和/或更好地小于30pm和/或更好地小于20pm和/或更好地小于10pm。
对于作为本文提出的量子计算机概念的核心要素的量子ALU的形成，特别推荐核量子点(CI11，CI12，CI13，CI21，CI22，CI23，CI31，CI32，CI33)中的至少两个核量子点分别是如上所述的恰好一个核量子比特(CQUB)的单独的部分。
如上所述，在使用金刚石作为基板(D)的情况下，核量子点(CI11，CI12，CI13，CI21，CI22，CI23，CI31，CI32，CI33)中的一个或多个核量子点是13C同位素的一个或多个原子核，则是有用的。
如上所述，当使用硅作为基板(D)时，如果核量子点(CI11，CI12，CI13，CI21，CI22，CI23，CI31，CI32，CI33)中的一个或多个核量子点是29Si同位素的一个或多个原子核，则是有用的。
如上所述，当使用碳化硅作为基板(D)时，如果核量子点(CI11，CI12，CI13，CI21，CI22，CI23，CI31，CI32，CI33)中的一个或多个核量子点是29Si同位素的一个或多个原子核或者核量子点(CI11，CI12，CI13，CI21，CI22，CI23，CI31，CI32，CI33)中的一个或多个核量子点是13C同位素的一个或多个原子核，则是有用的。
由于当使用金刚石作为基板(D)的材料时，NV中心是这里实现量子点的优选变形，因此优选的是核量子点(CI11，CI12，CI13，CI21，CI22，CI23，CI31，CI32，CI33)中的一个或多个核量子点是放置于作为基板(D)的金刚石中的15N同位素的原子核。例如，这可以借助于将具有15N同位素和多个13C同位素的分子植入金刚石中，在单个步骤中制造具有NV中心和13C同位素的多个核量子比特以及以作为金刚石中NV中心的氮原子的15N同位素形式的核量子比特的量子ALU。此外，在这种情况下可能的是，核量子点(CI11，CI12，CI13，CI21，CI22，CI23，CI31，CI32，CI33)中的一个核量子点是作为基板(D)的金刚石中的14N同位素的原子核。
量子计算机的操作方法
在下文中，说明了所述的量子计算机的操作所需的或对其有用的各种程序。
优选地，以下量子计算机的操作方法由控制装置(μC)来控制和执行。例如，控制装置(μC)可以是微型计算机或有限状态机。为了操作，二进制代码通过数据总线(DA)存储在控制装置(μC)的存储器中。根据有序参数进行存储。例如，这可以是存储地址。这些二进制代码象征以下过程或它们的组合和/或序列(也是组合)中的一者。根据有序的参数，则从存储器中检索这些二进制代码。例如，它可能是量子计算机程序计数器，其在各处理步骤中递增数值1。则这直接或间接指向存储器中的下一个存储位置，并由此指向下一个将要执行的处理的二进制代码。因此，控制装置(μC)处理作为有序参数的功能的这些二进制代码的至少一个子集。控制装置(μC)则在另外的辅助装置的帮助下执行符号化过程和/或它们的组合。优选地，各二进制代码由此对应于用于操纵量子点或核量子点的部分过程。
准备过程
下面说明的准备过程需要确定先前所述的寄存器中的不同的耦合强度。这些耦合强度以不同的共振频率表示。为了能够操作量子计算机和/或其组件，这些共振频率被测量一次，并且优选被存储在控制计算机(μC)的存储器或控制计算机(μC)可访问的存储器中。当选择性地控制量子点或核量子点或量子寄存器或核量子寄存器或核电量子寄存器时，这些确定的频率被控制计算机(μC)用于选择性地驱动这些装置组件。
频率确定方法
如上所述，第一方法确定量子计算机或子装置的各单个可驱动的量子点(NV)的共振频率。
该共振频率在下文中被称为电子1-电子1微波共振频率(fMW)。因此，所应用的方法是用于根据第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的量子信息，特别是该第一量子点(NV1)的第一电子构型的第一自旋，如前所述地准备第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的量子信息，特别是第一量子点(NV1)的电子构型的改变的方法。为此，特别地当第一电子构型的自旋自旋向上时或当第一电子构型的自旋自旋下降时，借助于ODMR实验通过调节入射到量子点上的电磁辐射的频率(f)和确定电子1-电子1微波共振频率(fMW)来执行第一量子点(NV1)，特别是其第一电子构型的能量转移的确定。
第二方法确定如上所述的量子计算机或子装置的两个量子点(NV1，NV2)的各单个可驱动对的共振频率。因此，与前面的过程不同，该过程不涉及对单个量子点的操作，而是涉及第一量子点与不同于第一量子点的第二量子点的耦合。
该共振频率在下文中被称为电子1-电子2微波共振频率(fMWEE)。因此，所应用的方法是用于根据如前所述的量子寄存器(QUREG)的第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的量子信息，特别是第二量子点(NV2)的第二电子构型的第二自旋准备该量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的量子信息的方法。该方法包括：借助于ODMR实验通过调节频率(f)和确定电子1-电子2微波共振频率(fMWEE)来确定特别是当第二电子构型的自旋自旋向上时或当第二电子构型的自旋自旋下降时第一量子点(NV1)，特别是其第一电子构型的能量转移。
第三方法确定如上所述的量子计算机或子装置的量子点(NV1)和核量子点(CI)的各单个可驱动对的共振频率。因此，与前面的过程不同，该过程不涉及对单个量子点或一对两个量子点的操作，而是现在涉及第一量子点与第一核量子点的耦合。
用于根据核量子点(CI)的量子信息改变核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的量子信息，特别是其电子构型的自旋的共振频率在下文中用核-电子微波共振频率(fMWCE)来表示。
用于根据量子点(CI)的量子信息改变核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的核量子点(CI)的量子信息，特别是其电子构型的自旋的共振频率在下文中用电子-核无线电波共振频率(fRWEC)来表示。
因此，用于确定核-电子微波共振频率(fMWCE)的方法是用于根据该核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的量子信息，特别是其核的核自旋准备如上所述的核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的量子信息，特别是其电子构型的自旋的变化的方法。该方法包括：借助于ODMR实验通过调节频率(f)和确定核-电子微波共振频率(fMWCE)来确定特别是当核自旋自旋向上时或当核自旋自旋下降时量子点(NV)的特别是其电子的能量转移。
另一方面，电子-核无线电波共振频率(fRWEC)确定方法是用于根据所述核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的量子信息，特别是其电子构型的自旋准备如上所述的核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的量子信息，特别是其原子核的核自旋的变化的方法。该方法包括：借助于ODMR实验通过调整频率(f)和确定电子-核无线电波共振频率(fRWEC)来确定尤其当核自旋自旋向上时或当核自旋自旋下降时的量子点(NV)的特别是其电子构型的能量转移。
为了完整起见，这里还讨论了两个核自旋的耦合。这里，该方法是如下用于准备的方法：根据该核-核量子寄存器(CCQUREG)的第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)的量子信息，特别是第二核量子点(CI2)的核自旋，准备核-核量子寄存器(CCQUREG)的第一核量子比特(CQUB)的第一核量子点(CI1)的量子信息，特别是其原子核的核自旋的变化。该方法包括：借助于ODMR实验通过调节频率(f)和确定核-核无线电波共振频率(fRWCC)来确定特别是当第二核量子点(CI2)的第二核自旋自旋向上时或当第二核自旋自旋下降时第一核量子点(CI1)的特别是其第一核自旋的能量转移。
在下文中，现在假定，用于电磁控制场以及由此用于水平和垂直线(LH，LV)的电气控制电流的先前所述的核-核无线电波共振频率(fRWCC)、电子-核无线电波共振频率(fRWEC)、核-电子微波共振频率(fMWCE)、电子1-电子2-微波共振频率(fMWEE)和电子1-电子1-微波共振频率(fMW)是已知的。前面所述的待操纵的量子计算机组件的相应值优选存储在控制计算机(μC)的存储器或其可访问的存储器中。
则控制计算机(μC)针对各操作构造装置(HD1，HD2，HD3，VD1，HS1，HS2，HS3，VS1)，使得这些装置(HD1，HD2，HD3，VD1，HS1，HS2，HS3，VS1)优选以控制计算机(μC)的启动信号或者优选地由控制计算机(μC)控制的其它设备的启动信号开始，产生具有正确频率和正确包络的必要电流脉冲串和/或电磁波脉冲串。
单独操作
在下文中，说明了使用这里提出的量子计算机所必需的重要的单个操作。优选地，某些二进制代码象征这些单个操作。这些单个操作可以组合成指令序列。这些指令序列对应于由控制计算机(μC)执行的二进制代码序列。优选地，控制装置，例如控制计算机(μC)控制本文提出的单独操作的时间序列。优选地，控制计算机(μC)或控制装置执行二进制数的程序代码，其中二进制数的至少一部分表示单独操作的预定序列。
控制计算机(μC)的所述二进制程序的单个操作代码触发控制计算机(μC)的操作，该操作优选可以由优选按时间序列或并行地执行的一个或多个单个操作组成。为此，控制计算机(μC)将程序计数器(PCN)递增，并在其包含二进制代码的程序存储器中对应于程序计数器(PCN)的存储位置处确定当前单个操作代码的二进制值。控制计算机(μC)优选是采用冯诺依曼或哈佛架构的传统计算机。根据存储位置处的程序代码的二进制值，控制计算机(μC)则生成量子计算机的量子比特(QUB)的水平和垂直线(LH，LV)以及诸如用于产生用于以绿光照射量子比特(QUB)的量子点(NV)的“绿光”的发光装置等相关的辅助集合的各种控制信号的暂时正确序列。优选地，程序代码的这种二进制值是指单个操作代码的例行程序，以便能够生成更复杂的序列。
在下文中，我们假定量子计算机具有沿着水平线(LH1)线性排列的n个量子比特(QUB1至QUBn)。让n个量子比特(QUB1至QUBn)中的各第j量子比特(QUBj)(1≤j≤n的)与n条垂直线(LV1至LVn)中的第j垂直线(LVj)(1≤j≤n的)相关联。n个量子比特(QUB1至QUBn)对应于它们的n个量子点(NV11至NV1n)。对于n＝3的情况，一维量子寄存器(QREG1D)形式的量子比特(QUB1至QUBn)的线性排列被简化为这里示例性给出的图10的示意图，以阐明其含义。
量子比特复位方法
在这种情况下，量子计算机最重要的单个操作之一是用于将先前所述的量子比特(QUB)的量子点(NV)复位为预定义状态的过程。例如，该过程优选通过控制计算机(μC)的所述二进制程序中的复位码来触发。
为此，控制计算机(μC)激活能够用绿光照射n个量子点(QUB1至QUBn)中的相应的第j量子点(QUBj)的发光器件(LED)。这里，该器件可以具有诸如反射镜、透镜、光波导等光学功能装置，其将发光体(LED)的绿光引导至n个量子点(QUB1至QUBn)中的相应的第j量子点(QUBj)。优选地，以这样的方式执行复位，使得量子计算机的所有量子比特(QUB1至QUBn)的所有量子点(NV1至NVn)通过用一个或多个发光体(LED)的“绿光”照射或功能等同的辐射同时被复位。因此，相对于该照射对量子点(NV)的影响执行用光照射量子点(NV1至NVn)中的至少一个量子点(NV)，其在功能上等同于当将该NV中心用作的量子点(NV)时用“绿光”照射金刚石中的NV中心。
在金刚石中的NV中心(NV)作为基板(D)的材料的情况下，根据本公开用“绿光”照射导致量子信息的复位。在金刚石中的NV中心(NV)作为量子点(NV)的示例性使用中，“绿光”优选具有在400nm至700nm波长和/或更好地450nm至650nm和/或更好地500nm至550nm和/或更好地515nm至540nm的波长范围内的波长。在开发本文技术内容的过程中，由激光(LED)产生的波长为532nm的电磁复位辐射取得了良好的效果。此外，使用波长为520nm的绿色激光二极管也获得了良好的结果。在使用其它基板(D)和/或其它量子点的情况下，如果用该电磁辐射的该照射对所讨论的量子点(NV)具有功能上相似的效果，诸如先前所述的用400nm至700nm波长和/或更好地450nm至650nm和/或更好地500nm至550nm和/或更好地515nm至540nm的波长范围内和/或最佳地波长为532nm的电磁辐射照射金刚石中的NV中心等，则在本文的意义上，电磁辐射被称为“绿光”。在金刚石中的NV中心的情况下，已经证明欧司朗公司的PLT5 520B型的具有520nm波长的激光二极管是用于照射作为基板(D)的材料的金刚石中的NV中心的“绿光”的示例性光源。该功能等同的光在本文中通常被称为“绿光”，并因此不是由视觉印象定义的，而是由其在提出的装备中的功能定义的。
核量子比特复位方法或量子ALU复位方法
在以下部分中，将说明如上所述的核电子量子寄存器(CEQUREG)的复位。如先前所述，核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)可以被理解为例如n位量子寄存器(NBQUREG)形式的用于连接量子寄存器(QUREG)链的终端。通过核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的该终端，优选执行核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的擦除操作，因为直接访问核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)是困难的。为了复位核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)，核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)是首先被复位。如上所述，这是通过用绿光照射核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)来完成的。因此，第一步骤是擦除核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的量子信息的单个操作。
现在，在第二量子操作中，控制计算机(μC)优选根据量子点(NV)的量子信息改变核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的量子信息。特别地，在这种情况下，核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的原子核的优选的核自旋被改变。优选地，所述改变根据该核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的电子构型的电子自旋或该核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的电子的电子自旋而发生。优选地，核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的量子信息，特别是其原子核的核自旋的改变借助于先前所述的方法根据该核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的量子信息，特别是其电子的电子自旋或其电子构型来进行。
单个位操作
量子比特操作方法
我们现在说明用于操纵单个量子比特(QUB)的方法。我们这里假定量子比特(QUB)特别对应于先前说明的量子比特构造的一种。现在，为了驱动量子比特(QUB)的量子点(NV)，对水平线(LH)执行临时通电。这里，相关联的水平驱动级(driver stage)(HD)优先将水平微波电流馈入以电子1-电子1微波共振频率(fMW)调制的水平线(LH)。这只是电流信号的质心频率。实际上，其是脉冲串(burst)。带有启动时间和结束时间的脉冲串时序独自地会导致频谱的变形，这里将不再考虑。启动时间和结束时间对应于临时通电。因此，由水平驱动级(HD)注入的水平电流(IH)具有水平电流分量，该水平电流分量由具有水平调制的电子1-电子1微波共振频率(fMW)调制。以类似的方式，垂直线(LV)被间歇地用垂直电流(IV)通电，该垂直电流具有垂直电流分量，所述垂直电流分量用具有垂直调制的电子-电子微波共振频率(fMW)调制。这里，相关联的垂直驱动级(VD)优选将垂直微波电流馈入以电子1-电子1微波共振频率(fMW)调制的水平线(LH)。再次，使用具有时间开始和时间终止的电流脉冲串。因此，垂直电流也只是暂时的。然而，优选地，垂直电流脉冲串的时间开始点相对于水平电流脉冲串的时间开始点在时间上偏移。因此，水平电流分量的水平调制优选相对于垂直电流分量的垂直调制在时间上相移+/-90°。这会在量子点(NV)的位置处产生左或右极化微波场，其则可以使用该微波场进行操纵。垂直电流脉冲串的时间结束点与垂直电流脉冲串的时间开始点之间的时间差是垂直脉冲持续时间。水平电流脉冲串的时间结束与水平电流脉冲串的时间开始之间的时间差是水平脉冲持续时间。优选地，垂直脉冲持续时间和水平脉冲持续时间大致相等。因此，垂直电流分量优选用具有脉冲持续时间的垂直电流脉冲脉冲化，并且水平电流分量优选用具有脉冲持续时间的水平电流脉冲脉冲化。为了在量子比特(QUB)的量子点(NV)位置处产生微波电磁场的圆极化，垂直电流脉冲优选相对于水平电流脉冲相移电子-电子微波共振频率(fMW)周期的+/-π/2。控制计算机(μC)由此设定水平驱动级(HD)和垂直驱动级(VD)，使得它们优选在同步信号的帮助下同步化并在正确的相位中产生相应的水平电流脉冲和垂直电流脉冲。
优选地，水平电流脉冲的脉冲持续时间和垂直电流脉冲的脉冲持续时间对应于与量子点(NV)的拉比(Rabi)振荡的π/4或π/2(Hadamard gate：哈达玛门)或3π/4或π(not-gate：非门)的时间相位差相对应的脉冲持续时间。在脉冲持续时间为π/2的情况下，在下文中使用术语哈达玛门或哈达玛操作。在脉冲持续时间为π的情况下，在下文中使用术语“非门”或“非操作”。可选择地，操作可以优选被定义为使得水平电流脉冲的脉冲持续时间和垂直电流脉冲的脉冲持续时间对应于与量子点(NV)的拉比振荡的π/4的整数倍的相位差相对应的脉冲持续时间。
如果必须驱动整个装置的数个量子比特(QUB1至QUBn)(n>1，n∈N)中的量子比特(QUBj)(1≤j≤n)，则将要使用的微波脉冲串的频谱是决定性的，其决定与n个量子比特(QUB1至QUBn)中的其它量子比特的耦合。这是通过适当设计微波脉冲串的瞬态阶段和衰减阶段来实现的。因此，用于产生微波脉冲的电流脉冲优选具有瞬态阶段和衰减阶段，并且电流脉冲具有振幅包络。电流脉冲的脉冲持续时间则是指振幅包络的相对于用于产生微波信号的电流脉冲的振幅包络的最大幅度的70％幅度的瞬时的时间间隔。
核量子比特操作方法
在前面的部分中，我们讨论了如何直接操纵量子比特(QUB)的量子点(NV)的电子或电子构型的量子状态。现在，将考虑先前所述的用于核量子比特(CQUB)的类似过程。
通过对比图1和图2，显而易见的是，用于直接控制核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的装置与用于控制量子比特(QUB)的量子点(NV)的装置几乎相同。在图1和图2的装置中，该装置由分别穿过量子点(NV)和核量子点(CI)的水平线(LH)和垂直线(LV)组成。
因此，核量子点(CI)的控制类似于量子点(NV)的控制。由于量子点(NV)的电子或电子构型的质量小于核量子点(CI)的原子核的质量，因此核量子点(CI)的操作需要第二核-核无线电波频率(fRWCC2)，其幅度小于用于操纵量子点(NV)的电子-电子微波共振频率(fMW)的幅度。
因此，类似于控制量子比特(QUB)的量子点(NV)，用于操纵核量子点(CI)的量子信息的方法包括用水平电流(IH)向核量子比特(CQUB)的水平线(LH)通电，该水平电流(IH)具有以作为水平调制的调制频率的第一核-核无线电波频率(fRWCC)和/或第二核-核无线电波频率(fRWCC2)调制的水平电流分量。此外，以类似的方式，该方法包括用垂直电流(IV)优选轻微延迟地向核量子比特(CQUB)的垂直线(LV)通电，该垂直电流(IV)具有以作为垂直调制的调制频率调制的垂直电流分量。与控制量子点(NV)的情况一样，在核量子点(CI)的位置处使用左或右极化电磁波来操纵核量子点(CI)是有用的。为此，水平电流分量的水平调制优选相对于垂直电流分量的垂直调制在时间上相移+/-90°。这里，+/-π/2是指具有核-核无线电波频率(fRWCC2)的垂直电流分量和水平电流分量的调制分量相对于彼此的相位位置。与之前操纵量子点(NV)的情况一样，垂直电流分量用具有脉冲持续时间的垂直电流脉冲产生脉冲，并且水平电流分量用具有脉冲持续时间的水平电流脉冲产生脉冲。可选择地，这可以表示为，优选地，垂直电流脉冲相对于水平电流脉冲相移第一核-核无线电波频率(fRWCC)的周期的+/-π/4或更好地+/-π/2或者第二核-核无线电波频率(fRWCC2)的周期的+/-π/4或更好地+/-π/2。优选地，水平电流脉冲和垂直电流脉冲的脉冲持续时间具有与第一核量子比特(CQUB)的拉比振荡核量子点(CI)的周期的π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)的相位差相对应的脉冲持续时间。换句话说，水平电流脉冲和垂直电流脉冲的脉冲持续时间具有与第一核量子比特(CQUB)的拉比振荡核量子点(CI)的周期持续时间的π/4的整数倍的相位差相对应的脉冲持续时间。
优选地，水平电流脉冲的时序脉冲持续时间和垂直电流脉冲的时序脉冲持续时间对应于与核量子点(CI)的拉比振荡的π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)的时间相位差相对应的时序脉冲持续时间。在脉冲持续时间为π/2的情况下，在下文中使用术语哈达玛门或哈达玛操作。在脉冲持续时间为π的情况下，在下文中使用术语“非门”或“非操作”。可选择地，操作可以优选被定义为使得水平电流脉冲的时序脉冲持续时间和垂直电流脉冲的时序脉冲持续时间对应于与核量子点(CI)的拉比振荡的π/4的整数倍的相位差相对应的时序脉冲持续时间。
如果必须驱动整个装置，例如在下文中将解释的量子ALU的数个核量子点(CI1至CIn)的核量子点(CIj)，则将要使用的无线电波脉冲串的频谱是决定性的，其决定与n个核量子点(CI1至CIn)中的其它核量子点的耦合。这是通过适当设计无线电波脉冲串的瞬态阶段和衰减阶段来实现的。因此，用于产生无线电波脉冲(＝无线电波脉冲串)的电流脉冲优选具有瞬态阶段和衰减阶段，其中电流脉冲具有振幅包络。电流脉冲的脉冲持续时间则是指振幅包络的相对于用于产生无线电波信号的电流脉冲的振幅包络的最大幅度的70％幅度的时间之间的时间间隔。
只是为了完整起见，这里列出了核量子比特操作方法。对于量子计算机的操作，在提交本文时，其并不太重要。
量子寄存器单个操作
用于量子寄存器中的单个量子比特的选择性操作方法
用于控制量子寄存器的单个量子比特而不实质影响所讨论的量子寄存器的其它量子比特的选择性驱动方法
在本部分中，我们讨论具有n个量子比特(QUB1至QUBn)的n位量子寄存器(NBQUREG)的单个量子比特(QBj)的量子信息如何以高概率发生变化，而无需改变n个量子比特(QUB1至QUBn)中的n-1个其它量子比特(QUB1至QUB(i-1)和(QUB(j+1)至QUBn)的量子信息，其中1≤j≤n。因此，这是一个非常基本的操作，因为其说明了n位量子寄存器(NBQUREG)的n个量子比特(QUB1至QUBn)的单个量子比特(QUBj)的寻址。
为了说明这个过程，假定j＝1，即，其是第一量子比特(QUB1)。然而，该过程也可以应用于一维或二维量子寄存器的所有其它量子比特。量子寄存器和量子比特优选对应于先前所述的量子比特和量子寄存器。
因此，本文所述的示例性方法是用于选择性地控制先前所述的示例性n位量子寄存器(NBQUREG)的第一量子比特(QUB1)的示例性方法。以前，示例性地假定量子比特(QUB1至QUBn)沿着第一水平线(LH1)排列，第一水平线(LH1)是示例性n位量子寄存器(NBQUREG)的示例性n个量子比特(QUB1至QUBn)共用的。明确指出，该布置在本文中仅被用作示例以简化说明，并且其它布置是可能的并且被权利要求所涵盖。
为了寻址，该方法包括以第一水平电流(IH1)的第一水平电流分量向n位量子寄存器(NBQUREG)的示例性共用第一水平线(LH1)暂时通电的步骤，其中以具有第一水平调制的第一水平电子1-电子1微波共振频率(fMWH1)调制第一水平电流(IH1)。因此，第一水平电流脉冲串或电流脉冲被注入到第一水平线(LH1)中。根据示例性设计，沿着第一水平线(LH1)的n位量子寄存器(NBQUREG)的所有量子比特由此暴露于所得磁场。此外，该示例性方法包括以具有第一垂直调制的第一垂直电子1-电子1微波共振频率(fMWV1)调制的第一垂直电流(IV1)的第一垂直电流分量向n位量子寄存器(NBQUREG)的第一垂直线(LV1)暂时通电。因此，第一垂直电流(IV1)的该第一垂直电流分量的磁场主要影响第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)，并且在较小程度上影响相邻的量子比特的相邻量子点，其影响随着距离的增加而迅速减小。因此，第一垂直电流脉冲串或电流脉冲被注入到第一垂直线(LV1)中。
为了不通过垂直电流脉冲和/或水平电流脉冲寻址n个量子比特(QUB1至QUBn)的其它量子比特的其它量子点，特别是相邻量子比特的紧邻的量子点，未被寻址的这些量子比特的共振频率被故意失谐。例如，该失谐可以通过与未被寻址的这些量子比特的相关联的垂直线中的静态DC电流或者通过导致在未被寻址的这些量子比特的量子点的位置处产生电场强度的这些垂直线上的静电势来完成，从而在使这些共振频率失谐。该失谐会导致这些失谐的量子点不再与垂直电子1-电子1微波共振频率(fMWV1)和/或水平电子1-电子1微波共振频率(fMWH1)共振。因此，n个量子比特(QUB1至QUBn)的这些失谐量子比特的量子点的量子信息不受垂直电流脉冲和/或水平电流脉冲的影响。
因此，这里公开了该功能，其对应于具有冯诺依曼或哈佛架构的传统计算机中的地址解码器的功能。
在n位量子寄存器(NBQUREG)的n个量子比特的集合中选择一个或多个单个量子比特的方法是本文提出的技术教示的一个重要方面。借助于该方法，单个量子比特以及两个或多个量子比特的组，例如多位量子寄存器中的单个两位量子寄存器可以通过使未被寻址的量子比特失谐并将在适当的共振频率对他们进行控制而被寻址。
在第一量子比特(QUB1)和第二量子比特(QUB2)的配对上解释了失谐。其可以扩展到例如第i量子比特(QUBi)与第j量子比特(QUBj)的其它配对。因此，例如，k个量子比特则可以被寻址，并且示例性n位量子寄存器(NBQUREG)的n-k个量子比特可以被失谐，从而使所述示例性n位量子寄存器(NBQUEREG)的仅k个量子比特被n个量子比特(QUB1至QUBn)寻址。特别优选地，选择k＝1。
例如，通过以第一水平电流(IH1)的第一水平DC分量(IHG1)向第一水平线(LH1)额外地通电和/或通过以第一垂直电流(IV1)的第一垂直直流分量(IVG1)向第一垂直线(LV1)额外地通电来优选执行共振频率的该失谐，其中第一水平DC分量(IHG1)可以具有0A的第一水平电流值，其中第一垂直直流分量(IVG1)也可以具有0A的第一垂直电流值。现在，为了使n个量子比特(QUB1至QUBn)中的其它量子比特失谐，例如，以第二垂直直流分量(IVG2)对第二垂直线(LV2)进行额外的通电，由此第二垂直直流分量具有偏离第一垂直电流值的第二垂直电流值。第二垂直电流值与第一垂直电流值的该偏离会导致第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的共振频率偏离第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的共振频率。
如前所述，该方法也可以用于其它量子比特配对。如前所述，选择性控制方法的基础是通过使第一量子比特(QUB1)的第一垂直电子1-电子1微波共振频率(fMWV1)相对于第二量子比特(QUB2)的第二垂直电子1-电子1微波共振频率(fMWV2)失谐来选择第一量子比特(QUB1)或第二量子比特(QUB2)。
与之前一样，使用圆极化电磁波来操纵量子比特的量子点是有用的。因此，如果第一水平调制相对于第一垂直调制相移第一水平电子1-电子1微波共振频率(fMWH1)的周期的+/-π/2，则是方便的。
出于同样的理由，特别优选第一垂直电子1-电子1微波共振频率(fMWV1)等于第一水平电子1-电子1微波共振频率(fMWH1)。
类似地，如果第一垂直电流分量以具有第一脉冲持续时间的第一垂直电流脉冲脉冲化并且第一水平电流分量也以具有第一脉冲持续时间的第一水平电流脉冲脉冲化，则是特别有利的。
如先前所述，如果第一垂直电流脉冲相对于第一水平电流脉冲相移第一水平电子1-电子1微波共振频率(fMWH1)的周期的+/-π/2，则是有用的。
如果第一时序脉冲持续时间具有与第一量子点(NV1)的拉比振荡的π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)的相位差相对应的第一脉冲持续时间，和/或如果第一时序脉冲持续时间具有与第一量子点(NV1)的拉比振荡的π/4的整数倍的相位差相对应的第一脉冲持续时间，则也是特别方便的。
量子寄存器的第一单个量子比特和第二单个量子比特的不同的同时控制的控制方法
在该部分中，我们现在将讨论如何将先前部分中所述的n位量子寄存器(NBQUREG)的单个量子比特(QUBj)的控制与n个量子比特(QUB1至QUBn)并行化，从而使n位量子寄存器(NBQUREG)中彼此不同的两个量子比特可以被不同地寻址，而无需显著修改n位量子寄存器(NBQUREG)的其它n-2个量子比特。这里，相互干扰目前暂时仍是必须接受的。因此，本部分的重点最初只是对第二量子比特的控制。这里，该方法基于紧接之前所述的方法。作为示例，这里假定n位量子寄存器(NBQUREG)的第一量子比特(QUB1)和第二量子比特(QUB2)将被驱动，而n位量子寄存器(NBQUEREG)的其它量子比特(QUB3至QUBn)将不受影响。代替这些量子比特(QUB1，QUB2)，还可以操纵其它量子比特配对和/或两个以上的量子比特。在这方面，这里讨论的第一量子比特(QUB1)和第二量子比特(QUB2)的组合仅是示例性的。则相应地适用下文所述的内容。因此，本文说明了用于如先前所述以作为正整数的n的n位量子寄存器(NBQUREG)的第一量子比特(QUB1)和第二量子比特(QUB2)的差分控制方法。除了先前部分中所述的用于控制第一量子比特(QUB1)的电流之外，现在还为其它线路通电。因此，该方法包括如下步骤：以用具有第二水平调制的第二水平电子1-电子1微波共振频率(fMWH2)调制的第二水平电流(IH2)的第二水平电流分量向第二水平线(LH2)额外通电，以及以用具有第二垂直调制的第二垂直电子1-电子1微波共振频率(fMWV2)调制的第二垂直电流(IV2)的第二垂直电流分量向第二垂直线(LV2)额外通电。
为了在第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的位置处产生左或右极化电磁波，第二水平调制优选相对于第二垂直调制相移第二水平电子1-电子1微波共振频率(fMWH2)的周期的+/-π/2，则是有用的。
类似地，优选地，第二垂直电子1-电子1微波共振频率(fMWV2)等于第二水平电子1-电子1微波共振频率(fMWH2)，以确保这种相位关系。
因此建议，优选地，第二垂直电流分量用具有第二脉冲持续时间的第二垂直电流脉冲脉冲化，并且第一水平电流分量用具有第二脉冲持续时间的第二水平电流脉冲脉冲化。
优选地，第二垂直电流脉冲相对于第二水平电流脉冲相移第二垂直电子1-电子1微波共振频率(fMWV2)的周期的+/-π/2，这导致了在第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的位置处的电磁场的所述圆极化。
现在，为了能够执行量子操作，需要适当地选择第二脉冲持续时间。因此，优选地，第二时序脉冲持续时间具有与第二量子点(NV2)的拉比振荡的π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)的相位差相对应的第二脉冲持续时间，和/或第二时序脉冲持续时间具有与第二量子点(NV2)的拉比振荡的π/4的整数倍的相位差相对应的第二脉冲持续时间。
因此，π/2的脉冲持续时间对应于哈达玛门，也被称为哈达玛操作。其将第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的量子信息旋转了90°。
选择性控制q
在该部分中，我们现在讨论如何使n位量子寄存器(NBQUREG)的单个量子比特(QUBj)的控制与先前部分中所述的n个量子比特(QUB1至QUBn)并行，而不会显著影响未被寻址的n-1个量子比特。这里，该方法建立在上面刚刚说明的方法上。作为示例，这里假定将要寻址n位量子寄存器(NBQUREG)的第一量子比特(QUB1)和第二量子比特(QUB2)。代替这些量子比特，可以操纵其它量子比特配对和/或两个以上的量子比特。则相应地适用下文所述的内容。
现在这里所述的用于同步控制n位量子寄存器(NBQUREG)的示例性第一量子比特(QUB1)和示例性第二量子比特(QUB2)的方法基于先前所述的方法。现在假定垂直线同样被通电，并且水平线是独立的。然后，该方法包括额外步骤，以用具有第二水平调制的第二水平电子1-电子1微波共振频率(fMWH2)调制的第二水平电流(IH2)的第二水平电流分量向第二量子比特(QUB2)的第二水平线(LH2)额外通电，以及以用具有第二垂直调制的第二垂直电子1-电子1微波共振频率(fMWV2)调制的第一垂直电流(IV1)的第二垂直电流分量向第一垂直线(LV1)额外通电，优选地，第二水平调制相对于第二垂直调制相移第二水平电子1-电子1微波共振频率(fMWH2)的周期的+/-π/2。同样优选地，第二垂直电子1-电子1微波共振频率(fMWV2)等于第二水平电子1-电子1微波共振频率(fMWH2)。第二垂直电流分量优选以具有第二脉冲持续时间的第二垂直电流脉冲脉冲化。第一水平电流分量优选以具有第二脉冲持续时间的第二水平电流脉冲脉冲化。
优选地，第二垂直电流脉冲相对于第二水平电流脉冲相移第二垂直电子1-电子1微波共振频率(fMWV2)的周期的+/-π/2。第二时序脉冲持续时间优选具有与第二量子点(NV2)的拉比振荡的π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)的相位差相对应的第二脉冲持续时间，和/或与第二量子点(NV2)的拉比振荡的π/4的整数倍的相位差相对应的第二脉冲持续时间。
用于同步地控制量子寄存器的第二单个量子比特和所述量子寄存器的第一单个量子比特而不实质影响所述量子寄存器的其它量子比特的选择性控制方法
现在说明的过程与前文刚刚说明的过程相同，除了第一量子比特(QUB1)和第二量子比特(QUB2)互换作用。
因此，如先前所述，这是用于差分控制n位量子寄存器(NBQUREG)的第一量子比特(QUB1)和第二量子比特(QUB2)的方法。该方法包括如下步骤：用以具有第二水平调制的第二水平电子1-电子1微波共振频率(fMWH2)调制的第一水平电流(IH1)的第二水平电流分量向第一水平线(LH1)通电，以及用以具有第二垂直调制的第二垂直电子1-电子1微波共振频率(fMWV2)调制的第二垂直电流(IV2)的第二垂直电流分量向第二垂直线(LV2)额外通电。
如前所述，优选地，第二水平调制相对于第二垂直调制相移第二垂直电子1-电子1微波共振频率(fMWV2)和/或第二水平电子1-电子1微波共振频率(fMWH2)的周期的+/-90°。
优选地，第二垂直电子1-电子1微波共振频率(fMWV2)等于第二水平电子1-电子1微波共振频率(fMWH2)。如前所述，优选地，用具有第二脉冲持续时间的第二垂直电流脉冲将第二垂直电流分量脉冲化，并且用具有第二脉冲持续时间的第二水平电流脉冲将第二水平电流分量脉冲化。
优选地，再次，第二垂直电流脉冲相对于第二水平电流脉冲相移第二垂直电子1-电子1微波共振频率(fMWV2)的周期的+/-π/2。优选地，第二时序脉冲持续时间具有与第二量子点(NV2)的拉比振荡的π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)的相位差相对应的第二脉冲持续时间和/或与第二量子点(NV2)的拉比振荡的π/4的整数倍的相位差相对应的第二脉冲持续时间。
量子寄存器的第一量子比特的第一量子点与量子寄存器的第二量子比特的第二量子点之间的交换操作
非选择性NV1、NV2量子比特耦合方法
在该部分的下文中，提出了用于控制先前所述的该n位量子寄存器(NBQUREG)的两位量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)和第二量子比特(QUB2)的对的方法。所提出的方法优选包括：以第一水平电流(IH1)的第一水平电流分量向量子寄存器(QUREG)的第一水平线(LH1)至少暂时地通电，该第一水平电流分量是用具有第一水平调制的第一水平电子1-电子2微波共振频率(fMWHEE1)调制的。这里，为了简化说明，再次示例性地假定示例性n个量子比特(QUB1至QUBn)及其n个量子点(NV1至NVn)再次示例性地沿着第一水平线(LH1)排列，并且n个量子比特(QUB1至QUBn)的各者具有n条垂直线(LV1至LVn)中的一者。该示例性排列在此仅用于说明。水平线和垂直线的其它排列和相互连接是明确可能的，并且明确由权利要求涵盖。此外，该方法优选包括：以用具有第一垂直调制的第一垂直电子1-电子2微波共振频率(fMWVEE1)调制的第一垂直电流(IV1)的第一垂直电流分量向量子寄存器(QUREG)的第一垂直线(LV1)至少暂时地通电，以及以用具有第二水平调制的第一水平电子1-电子2微波共振频率(fMWHEE1)调制的第二水平电流(IH2)的第二水平电流分量向量子寄存器(QUREG)的第二水平线(LH2)至少暂时地通电。此外，示例性方法包括：以用具有第二垂直调制的第一垂直电子1-电子2微波共振频率(fMWVEE1)调制的第二垂直电流(IV2)的第二垂直电流分量向量子寄存器(QUREG)的第二垂直线(LV2)至少暂时地通电。优选地，如上所述，例如，第二水平线(LH2)等同于第一水平线(LH1)。第二水平电流(IH2)则当然等于第一水平电流(IH1)。因此，当第一水平电流(IH1)被馈入时，第二水平电流(IH2)则已经被馈入。
在本文提出的示例中，示例性地假定具有n个量子比特(QUB1至QUBn)的量子寄存器(QUREG)的n-2条其它水平线(LH3至LHn)依次连接，以形成并使用共用的第一水平线(LH1)。如前所述，这里仅将第一量子比特(QUB1)和第二量子比特(QUB2)视为其它量子比特配对的代表。明确强调包括其它功能配对。如果两个不同的量子比特(QUBj，QUBi，其中i≠j)之间的距离太大，即，大于电子-电子耦合距离，这两个不同的量子比特(QUBj，QUBi，其中i≠j)的耦合是不可能的。
当然，量子比特的排列也可以可选择地和/或部分地沿着垂直线同时进行。在这种情况下，第二垂直线(LV2)则将等同于第一垂直线(LV2)。第二垂直电流(IV2)则将等于第一垂直电流(IV1)，并且第二垂直电流(IV2)则将随着第一垂直电流(IV1)的注入而被注入。
特别优选地，第一水平调制相对于第一垂直调制相移第一水平电子1-电子2微波共振频率(fMWHEE1)的周期的+/-π/2，和/或第二水平调制相对于第二垂直调制相移第二水平电子1-电子2微波共振频率(fMWHEE2)的周期的+/-π/2。
优选地，第一水平线(LH1)至少间歇地以第一水平电流(IH1)的第一水平直流分量(IHG1)被额外通电，第一水平直流分量(IHG1)具有第一水平电流值。第一水平DC电流分量(IHG1)由此可以具有0A的第一水平电流值。这种DC电流偏移可以用于改变第二水平电子1-电子2微波共振频率(fMWHEE2)和第一电子1-电子1微波共振频率(fMWH1)，并使这些共振频率相对于所提出的装置的其它共振频率失谐。因此，水平和垂直线中的这些额外DC分量提供了用于寻址较大量子寄存器内的单个量子比特和/或量子子寄存器并抑制与较大量子寄存器内的其它量子比特和/或量子子寄存器的干扰的关键手段。如本文所使用的，量子子寄存器是指较大量子寄存器的量子比特的子集，其在它们自身之间形成至少另一量子寄存器。因此，如果三个量子比特都能够耦合在一起，则具有这三个量子比特的量子寄存器具有至少三个量子子寄存器。
所提出的方法还优选包括以第一垂直电流(IV1)的第一垂直直流分量(IVG1)至少暂时地向第一垂直线(LV1)额外通电。第一垂直直流分量(IVG1)具有与先前所述类似的第一垂直电流值。在这种情况下，第一垂直DC电流分量(IVG1)可以具有0A的第一垂直电流值。
所提出的方法还优选包括以第二水平电流(IH2)的第二水平DC分量(IHG2)至少暂时地向第二水平线(LH2)额外通电，其中第二水平DC分量(IHG2)具有第二水平电流值，并且其中第二水平DC分量(IHG2)可以具有0A的第二水平电流值。
所提出的方法还优选包括以第二垂直电流(IV2)的第二垂直DC分量(IVG2)至少暂时地向第二垂直线(LV2)额外通电，其中第二垂直DC分量(IVG2)具有第二垂直电流值，并且其中第二垂直DC分量(IVG2)可以具有0A的第一垂直电流值。
优选地，第一水平电流值等于第二水平电流值，和/或第一垂直电流值等于第二垂直电流值。
优选地，第一垂直电子1-电子1微波共振频率(fMWV1)等于第一水平电子1-电子2微波共振频率(fMWHEE1)。
优选地，第一垂直电流分量以具有第一脉冲持续时间的第一垂直电流脉冲脉冲化，和/或第一水平电流分量以具有第一脉冲持续时间的第一水平电流脉冲脉冲化。
通常，用具有第二脉冲持续时间的第二垂直电流脉冲将第二垂直电流分量脉冲化，和/或用具有第二脉冲持续时间的第二水平电流脉冲将第二水平电流分量脉冲化。
通常，以类似的方式，第一垂直电流分量以具有第一脉冲持续时间的第一垂直电流脉冲脉冲化，并且第一水平电流分量以具有第一脉冲持续时间的第一水平电流脉冲脉冲化。
优选地，用具有第二脉冲持续时间的第二垂直电流脉冲将第二垂直电流分量脉冲化，和/或用具有第二脉冲持续时间的第二水平电流脉冲将第二水平电流分量脉冲化。
优选地，第一垂直电流脉冲相对于第一水平电流脉冲相移第一电子1-电子2微波共振频率(fMWHEE1)的周期的+/-π/2，和/或第二垂直电流脉冲相对于第二水平电流脉冲相移第二电子1-电子2微波共振频率(fMWHEE2)的周期的+/-π/2。
优选地，第一时序脉冲持续时间具有与第一量子点(NV1)和第二量子点(NV2)的量子点对的拉比振荡的π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)的相位差相对应的第一脉冲持续时间，和/或与第一量子点(NV1)和第二量子点(NV2)的量子点对的拉比振荡的π/4的整数倍的相位差相对应的第一脉冲持续时间。
优选地，第二时序脉冲持续时间具有与第一量子点(NV1)和第二量子点(NV2)的量子点对的拉比振荡的π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)的相位差相对应的第二脉冲持续时间，和/或与第一量子点(NV1)和第二量子点(NV2)的量子点对的拉比振荡的π/4的整数倍的相位差相对应的第二时序脉冲持续时间。
优选地，第一时序脉冲持续时间等于第二时序脉冲持续时间。
第一量子点和第二量子点的选择性量子比特耦合方法
现在说明了n位量子寄存器(NBQUREG)的第一量子比特(QUB1)和第二量子比特(QUB2)的对的控制方法的变形。因此，门控相对于该n位量子寄存器(NBQUREG)的其它量子比特(QUBj)是选择性的。该方法包括如下额外步骤：以第一水平电流(IH1)的第一水平DC分量(IHG1)至少暂时地向第一水平线(LH1)额外通电以及以第一垂直电流(IV1)的第一垂直直流分量(IVG1)至少暂时地向第一垂直线(LV1)额外通电，其中第一水平DC分量(IHG1)具有第一水平电流值，并且其中第一水平DC分量(IHG1)可以具有0A的第一水平电流值，其中第一垂直直流分量(IVG1)具有第一垂直电流值，并且其中第一垂直直流分量(IVG1)可以具有0A的第一垂直电流值。此外，所提出的处理变形包括以第二水平电流(IH2)的第二水平DC电流分量(IHG2)至少暂时地向第二水平线(LH2)额外通电，其中第二水平DC电流分量(IHG2)具有第二水平电流值，并且其中第二水平DC电流分量(IHG2)可以具有0A的第二水平电流值。此外，提出的处理变形包括以第二垂直电流(IV2)的第二垂直直流分量(IVG2)至少暂时地向第二垂直线(LV2)额外通电，其中第二垂直直流分量(IVG2)具有第二垂直电流值，并且其中第二垂直直流分量(IVG2)可以具有0A的第一垂直电流值。同样地，所提出的方法增强包括以第j水平直流分量(IHGj)至少暂时地向n位量子寄存器(NBQUREG)的另一第j量子比特(QUBj)(如果存在的话)的第j水平线(LHj)额外通电，其中第j水平直流分量(IHGj)具有第j水平电流值。最后，所提出的处理变形优选包括以第j垂直直流分量(IVGj)至少暂时地向n位量子寄存器(NBQUREG)的另一第j量子比特(QUBj)(如果存在的话)的第j垂直线(LVj)额外通电，其中第j垂直直流分量(IVGj)具有第j垂直电流值。
优选地，第一垂直电流值与第j垂直电流值不同，和/或第二垂直电流值与第j垂直电流值不同，和/或第一水平电流值与第j水平电流值不同，和/或第二水平电流值与第j水平电流值不同。因此，共振频率相对于彼此失谐，这允许量子寄存器的量子点和/或量子子寄存器的有针对性的寻址。
两个量子点的一般纠缠方法
这里，现在说明了用于使非均匀n位量子寄存器(NBIQUREG)的n位量子寄存器(NBQUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的量子信息(特别是其第一电子构型的自旋)与该n位量子寄存器(QUREG)或该非均匀n位量子寄存器(NBIQUREG)的第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的量子信息(特别是第二量子点(NV2)的第二电子构型的第二自旋)纠缠的方法，这在下文中被称为电子发射操作。
在该示例中，n位量子寄存器(NBQUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)和n位量子寄存器(NBQUREG)的第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV1)被任意选择用于说明。然而，重点是指n位量子寄存器(NBQUREG)的两个以上量子比特的两个以上量子点的所有可耦合的对或n元组。
使第一量子点(NV1)的量子信息与第二量子点(NV2)的量子信息纠缠的方法通常包括用于复位电子-电子量子寄存器(NBQUREG)或非均匀量子寄存器(IQUREG)以使第一量子比特和第二量子比特进入定义状态的方法。在该初始化之后，通常执行哈达玛门，作为来自第一量子比特和第二量子比特的量子部分寄存器的步骤。然后，优选地，针对该量子子寄存器执行CNOT门。或者，理论上可以使用另一种方法来使非均匀量子寄存器(IQUREG)的各量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的量子信息，特别是第一量子点(NV1)的第一电子构型的第一自旋与该电子-电子量子寄存器(QUREG)或该非均匀量子寄存器(IQUREG)的第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的量子信息，特别是该第二量子点(NV2)的第二电子构型的第二自旋纠缠。例如，可以想到使用例如量子总线(QUBUS)中的用于此目的的其它量子点。
电子-核交换操作
核-电子CNOT操作
在以下部分中，我们将说明用于根据该核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的量子信息，特别是其核的核自旋改变核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的量子信息，特别是其电子或其电子构型的核-电子CNOT操作，上述操作在下文中被称为核-电子CNOT操作。如在先前所述的用于门控量子寄存器的单个量子比特而不显著影响所讨论的量子寄存器的其它量子比特的选择性门控方法，水平和垂直线再次被用于门控。因此，核-电子CNOT操作包括将水平电流(IH)的水平电流分量注入到量子比特(QUB)的水平线(LH)中以及将垂直电流(IV)的垂直电流分量注入到量子比特(QUB)的垂直线(LV)中的步骤，该水平电流分量具有有核-电子微波共振频率(fMWCE)的水平调制，该垂直电流分量具有有核-电子微波共振频率(fMWCE)的垂直调制。
优选地，再次为了产生优选的左或右极化电磁场，垂直调制相对于水平调制偏移核-电子微波共振频率(fMWCE)周期的+/-π/2。
优选地，第一垂直电流分量以具有第一脉冲持续时间的第一垂直电流脉冲脉冲化，和/或第一水平电流分量以具有第一脉冲持续时间的第一水平电流脉冲脉冲化。
优选地，再次为了产生优选的左或右极化电磁场，第一垂直电流脉冲相对于水平电流脉冲相移微波共振频率(fMWCE)的周期的+/-π/2。
优选地，第一时序脉冲持续时间具有与核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子点(NV1)与核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子点(CQUB)的量子对的拉比振荡的的π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)的相位差相对应的第一脉冲持续时间，和/或与核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子点(NV1)与核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子点(CQUB)的量子对的拉比振荡的π/4的整数倍的相位差相对应的第一脉冲持续时间。
电子-核CNOT操作
在下文中，说明了用于根据该核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的量子信息，特别是其电子或其电子构型改变核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的量子信息，特别是原子核的核自旋的电子-核CNOT操作，该操作在下文中被称为电子-核CNOT操作。电子-核CNOT操作包括将水平电流(IH)的水平电流分量注入到量子比特(QUB)的水平线(LH)中以及将垂直电流(IV)的电流分量注入到量子比特(QUB)的垂直线(LV)中的步骤，该水平电流分量具有采用电子-核无线电波共振频率(fRWEC)的水平调制，该垂直电流分量具有采用电子-核无线电波共振频率(fRWEC)的垂直调制。
为了产生左或右圆极化电磁场，垂直调制优选相对于水平调制偏移电子-核无线电波共振频率(fRWEC)的周期的+/-π/2。
优选地，用具有脉冲持续时间的垂直电流脉冲将垂直电流分量脉冲化，并且用具有脉冲持续时间的水平电流脉冲将水平电流分量脉冲化。
为了产生左或右圆极化电磁场，垂直电流脉冲优选相对于水平电流脉冲相移电子-核无线电波共振频率(fRWEC)的周期的+/-π/2。
优选地，第一时序脉冲持续时间具有与核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子点(NV1)与核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子点(CQUB)的量子对的拉比振荡的π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)的相位差相对应的第一脉冲持续时间，和/或与核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子点(NV1)与核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子点(CQUB)的量子对的拉比振荡的π/4的整数倍的相位差相对应的第一脉冲持续时间。
电子-核交换操作
在下文中，说明了用于使根据特征203至215中的一个以上的核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的量子信息，特别是其原子核的核自旋与该核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的量子信息，特别是其电子纠缠的方法，其在下文中被称为电子-核交换操作。该方法由此具有执行电子-核CNOT操作的步骤和执行核-电子CNOT操作的紧随其后或不紧随其后的步骤以及执行电子-核CNOT操作的紧随其后或不紧随其后的步骤。
原子核与电子之间自旋交换的替代方法
下面说明了用于使核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的量子信息，特别是核量子点的核的核自旋与该核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的量子信息，特别是量子点的电子或其电子构型纠缠的替代方法，其在下文中被称为电子-核交换延迟操作。该方法包括改变量子点(NV)的量子信息，特别是量子点(NV)的电子或电子构型的自旋态的量子信息，然后等待核自旋弛豫时间τK的步骤。这里，利用了电子构型或电子的自旋与原子核的自旋相互作用。通过辐射和精度，原子核在所述核自旋弛豫时间τK内根据电子构型的自旋倾斜到新的状态。
原子核和电子的一般纠缠方法(核-电子纠缠)
提出的用于使核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的量子信息，特别是核量子点的核的核自旋与所述核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的量子信息，特别是量子点(NV)的电子构型的自旋纠缠的方法(该方法在下文中被称为核-电子去嵌入操作。)的特征在于其包括用于复位核电子量子寄存器(CEQUREG)的方法，并且在于其包括用于执行哈达玛门的方法。此外，方法包括用于执行CNOT门的方法。可选择地，该方法可以包括用于使核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的量子信息，特别是核量子点的核的核自旋与所述核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)，特别是量子点(NV)的电子构型或电子的自旋纠缠的另一种方法。
原子核与电子之间的一般量子信息交换过程
特别重要的是用于使核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的量子信息，特别是核量子点的原子核的核自旋与该核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的量子信息，特别是量子点的电子或其电子构型交换的方法，其在下文中被称为核-电子交换操作。在本文的意义上，这种核-电子交换操作的特征在于其是电子-核交换延迟操作，或者其是电子-核交换操作，或者其是用于使核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的量子信息，特别是核量子点的核的核自旋与该核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的量子信息，特别是量子点的电子纠缠的另一种方法。
电子-核量子寄存器无线电波控制方法
现在这里说明了用于根据该核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的量子信息，特别是其电子或其电子构型改变核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的量子信息，特别是核量子点的原子核的核自旋的方法。该方法优选包括如下步骤：以由具有水平调制的电子-核无线电波共振频率(fRWEC)调制的具有水平电流分量的水平电流(IH)向量子比特(QUB)的水平线(LH)通电，以及以由具有垂直调制的电子-核无线电波共振频率(fRWEC)调制的具有垂直电流分量的垂直电流(IV)向量子比特(QUB)的垂直线(LV)通电的步骤。因此，如前所述，水平线和垂直线再次被用于驱动核电子量子寄存器(CEQUREG)。当相应水平线和相应垂直线的组合可以驱动多个核电子量子寄存器(CEQUREG)时，通过选择电子-核无线电波共振频率(fRWEC)，来选择正确的核电子量子寄存器(CEQUREG)。由于实际上核量子点(CI)距量子点(NV)的距离不同，因此量子点(NV)与核量子点(CI)之间的耦合强度因核量子点而不同。因此，对于能够通过水平线和垂直线寻址的量子点(NV)和核量子点(CI)的多个对，电子-核无线电波共振频率(fRWEC)也因这些量子点(NV)和核量子点(CI)的对而每对都是不同的。因此，这能够用于有针对性的单个核量子点。
为了再次产生左或右极化电磁场，如果水平电流分量的水平调制相对于垂直电流分量的垂直调制在时间上相移电子-核无线电波共振频率(fRWEC)的周期的+/-π/2，则这也是有益的。
优选地，垂直电流分量以垂直电流脉冲脉冲化，和/或水平电流分量以水平电流脉冲脉冲化。
优选地，第二垂直电流脉冲相对于第二水平电流脉冲相移电子-核无线电波共振频率(fRWEC)的周期的+/-π/2。
优选地，水平电流脉冲和垂直电流脉冲的时序脉冲持续时间τRCE具有与由核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)和核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)组成的系统的拉比振荡的周期的π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)的相位差相对应的脉冲持续时间，和/或水平电流脉冲和垂直电流脉冲的时序脉冲持续时间τRCE是与由核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)和核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)组成的系统的拉比振荡的持续期间的π/4的整数倍的相位差相对应的脉冲持续时间。
核电子量子寄存器微波驱动方法
与前文刚刚所述的方法不同，现在这里说明了用于反方向的影响的方法。因此，其是用于根据该核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的量子信息，特别是核量子点的原子核的核自旋改变核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的量子信息，特别是量子点的电子或其电子构型的方法。特别地，本文提出的方法优选包括以由具有水平调制的核-电子微波共振频率(fMWCE)调制的具有水平电流分量的水平电流(IH)向量子比特(QUB)的水平线(LH)通电以及以由具有垂直调制的核-电子微波共振频率(fMWCE)调制的具有垂直电流分量的垂直电流(IV)向量子比特(QUB)的垂直线(LV)通电的步骤。
为了再次产生左或右圆极化电磁场，再次优选地，水平电流分量的水平调制相对于垂直电流分量的垂直调制在时间上相移核-电子微波共振频率(fMWCE)的周期的+/-π/2。
优选地，垂直电流分量以垂直电流脉冲脉冲化，并且水平电流分量以水平电流脉冲脉冲化。
再次优选地，第二垂直电流脉冲相对于第二水平电流脉冲相移核-电子微波共振频率(fMWCE)的周期的+/-π/2。
再次优选地，水平电流脉冲和垂直电流脉冲的时序脉冲持续时间τCE具有与核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)和核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的量子对的拉比振荡的周期的π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)的相位差相对应的脉冲持续时间，和/或水平电流脉冲和垂直电流脉冲的时序脉冲持续时间τCE是与核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)和核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的量子对的拉比振荡的持续期间的π/4的整数倍的相位差相对应的脉冲持续时间。
核-核量子寄存器无线电波控制方法
现在考虑用于根据所述核-核量子寄存器(CCQUREG)的第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)的量子信息(特别是第二核量子点(CI2)的核自旋)改变核-核量子寄存器(CCQUREG)的第一核量子比特(CQUB)的第一核量子点(CI1)的量子信息，特别是其核的核自旋的方法。该方法又包括以由具有水平调制的第一核-核无线电波共振频率(fRWECC)调制的第一水平电流分量(IH1)向第一核量子比特(CQUB1)的第一水平线(LH1)通电，以及以由具有垂直调制的第一核-核无线电波共振频率(fRWECC)调制的第一垂直电流分量(IV1)向第一核量子比特(CQUB1)的第一垂直线(LV1)通电的步骤。
优选地，与其它先前所述的情况一样，水平调制也相对于垂直调制在时间上相移第一核-核无线电波共振频率(fRWECC)的周期的+/-π/2，以再次产生左或右圆极化电磁场。
优选地，至少间歇地用水平电流脉冲分量将水平电流分量脉冲化，并且至少间歇地用垂直电流脉冲分量将垂直电流分量脉冲化。
优选地，第二垂直电流脉冲相对于第二水平电流脉冲相移第一核-核无线电波共振频率(fRWECC)的周期的+/-π/2。
优选地，水平和垂直电流脉冲分量的时序脉冲持续时间τRCC具有与第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)和第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)的量子对的拉比振荡周期的π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)的相位差相对应的持续时间，和/或水平和垂直电流脉冲分量的时序脉冲持续时间τRCC具有与第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)和第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)的量子对的拉比振荡周期的π/4的整数倍的相位差相对应的持续时间。
复合方法
现在已经在前面部分中说明了基本程序，可以由这些基本程序组装更复杂的程序，以应用于所提出的设备。这种组合优选通过将这些程序依次应用于一个或多个量子点和/或核量子点来完成。在上述部分中，并行化是可能的。只有所有这些单独的部分和步骤的组合会导致一个功能完善的系统。
量子比特率
最重要的方法之一是读出设备的计算结果。它是一种用于评估将要读出的核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的量子信息，特别是自旋态的方法。这里，第一量子比特(QUB1)再次代表核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的任何量子比特。
在第一步骤中，将核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的将要读出的量子比特(QUB1)的量子点(NV)设定为被定义的起始状态。这优选通过用“绿光”照射核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的将要读出的量子比特(QUB1)的量子点(NV1)来完成。如前所述，术语“绿光”在这里代表与量子点(NV)相互作用而实现特定功能的光。
在作为基板(D)的金刚石中的NV中心的示例性情况下，光因此优选地具有500nm波长至700nm波长的波长。经验表明，这里使用通常532nm波长的光是最佳的。与该波长值的波长距离越大，通常结果越差。
当使用其它杂质中心和特别是仍然可以位于其它材料中的杂质时，则相应的其它波长必须被用作为绿光，以便对这些杂质中心、杂质和基板产生“绿光”的功能效应。
在所提出的处理中，则通常在至少一个第一电提取线，特别是用作第一电提取线的屏蔽线(SH1，SV1)与第二电提取线，特别是用作第二电提取线且与使用的屏蔽线(SH1，SV1)相邻的另一屏蔽线(SH2、SV2)之间同时施加电压。通过这种方式，在用“绿光”照射期间产生的电荷载流子被提取出来。这假定了量子点通过用绿光照射变为未充电状态，并且这些量子点通过捕获电荷载流子为自己再次充电。
在使用金刚石作为基板(D)的材料的情况和使用NV中心作为量子点(NV1)的情况下，这意味着费米能级应当优选高于带隙中的NV中心的能级。用“绿光”照射会导致NV中心向导带提供电子，电子在导带通过提取线的触点而被从外部施加的静电场提取出来。由于费米能级高于NV中心的能级，因此其通过从价带吸收电子再次充电，从而使其再次充电。为此，金刚石应当优选是n型掺杂的。因此，用例如无核自旋硫进行n型掺杂是有益的。至关重要的是，该读出过程取决于量子状态。
有关此过程的更多详细信息，参见Petr Siyushev、Milos Nesladek、EmilieBourgeois、Michal Gulka、Jaroslav Hruby、Takashi Yamamoto、Michael Trupke、Tokuyuki Teraji、Junichi Isoya、Fedor Jelezko等人的“Photoelectrical imaging andcoherent spin-state readout of single nitrogen-vacancy centers in diamond(金刚石中单个氮空位中心的光电成像和自旋相干态读出)”，科学363卷，728-731页(2019)，2019年2月15日。
在使用硅作为基板(D)的材料的情况和G中心作为量子点(NV1)的情况下，这意味着费米能级应当优选高于带隙中的G中心的能级。用“绿光”照射会导致G中心向导带提供电子，电子在导带通过提取线的接触被从外部施加的静电场提取出来。由于费米能级高于G中心的能级，其通过从价带中取出电子再次充电，从而使其再次充电。为此，硅应当优选是n型掺杂的。因此，用例如无核自旋同位素进行n型掺杂是有益的。如上所述，在量子点的范围内，例如同位素120Te、122Te、124Te、126Te、128Te、130Te、46Ti、48Ti、50Ti、2C、14C、74Se、76Se、78Se、80Se、130Ba、132Ba、134Ba、136Ba、138Ba、32S、34S和36S适于以不具有核磁矩μ的同位素对硅进行n型掺杂。至关重要的是，在这种情况下，改读出也取决于量子状态。
只有量子比特结构与选择性寻址和先前所述的用这种方法的读出结合会导致量子计算机的现实可能性。
为了使本文提出的方法起作用，将要读出的核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的量子比特(QUB1)的量子点(NV1)必须位于这两条电气排出线之间的电场中。优选地，核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的并未读出的剩余量子比特(QUB2)的量子点(NV2)不位于这两条电气排出线之间的电场中。优选地，如上所述，选择性地驱动核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的将要读出的各个量子比特(QUB1)的量子点(NV1)。
使用Petr Siyushev、Milos Nesladek、Emilie Bourgeois、Michal Gulka、Jaroslav Hruby、Takashi Yamamoto、Michael Trupke、Tokuyuki Teraji、Junichi Isoya、Fedor Jelezko等人的“Photoelectrical imaging and coherent spin-state readoutof single nitrogen-vacancy centers in diamond(金刚石中单个氮空位中心的光电成像和自旋相干态读出)”，科学363卷，728-731页(2019)，2019年2月15日中所述的机构，光电子则借助于取决于核量子比特(CQUB1)的核量子点(CI1)的核自旋的双光子过程通过核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的将要读出的量子比特(QUB1)的将要读出的量子点(NV1)被传输，该量子点形成具有将要读出的量子比特(QUB1)的核电子量子寄存器(CQUREG)。接下来是，如果存在的话，经由第一电提取线，特别是屏蔽线(SH1，SV1)和基板(D)或外延层(DEPI)之间的接触(KV11，KH11)提取量子寄存器(QUREG)的将要读出的量子比特(QUB1)的将要读出的量子点(NV1)的光电子作为电子电流。以类似的方式，如果存在的话，经由第二电提取线，特别是另一屏蔽线(SH2，SV2)和基板(D)或外延层(DEPI)之间的接触(KV12)执行作为空穴电流的量子寄存器(QUREG)的将要读出的量子比特(QUB1)的将要读出的量子点(NV1)的空穴的提取。使用光电子或光空穴取决于基板材料和用作量子点的杂质中心。如果空穴电流和电子电流的总电流具有低于第一阈值(SW1)的电流值的总电流量，则评估电路评估由此产生的光电流并产生具有第一逻辑值的评估信号，并且如果空穴电流和电子电流的总电流具有高于第一阈值(SW1)的电流值的总电流量，则产生具有第二逻辑值的评估信号。当然，第二逻辑值优选不同于第一逻辑值。
优选地，屏蔽线和排出线也由不具有磁矩μ的同位素制成。上述钛同位素特别适于此。
量子计算结果提取
因此，以简化的方式，可以给出用于读出量子比特(QUB)的量子点(NV)的状态的方法，该方法包括以下步骤：评估量子点(NV)的电荷状态；如果量子点(NV)在评估开始时带负电荷，则产生具有第一逻辑电平的评估信号，并且如果量子点(NV)在评估开始时不带负电荷，则产生具有不同于第一逻辑电平的第二逻辑电平的评估信号。
电子-电子-CNOT操作
现在我们在这里给出CNOT操作，其是最重要的量子计算操作之一。这是对量子寄存器(QUREG)执行CNOT操作的过程，这在下文中被称为ELEKTRON-ELEKTRON-CNOT。这里，量子寄存器(QUREG)的基板(D)应该为量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)和量子寄存器(QUREG)的第二量子比特(QUB2)共用。在下文中，量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)的量子点(NV)被称为第一量子点(NV1)。在下文中，量子寄存器(QUREG)的第二量子比特(QUB2)的量子点(NV)被称为第二量子点(NV2)。量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)的水平线(LH)在下文中被称为第一水平线(LH1)。量子寄存器(QUREG)的第二量子比特(QUB2)的水平线(LH)在下文中被称为第二水平线(LH2)。量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)的垂直线(LV)在下文中被称为第一垂直线(LV1)。量子寄存器(QUREG)的第二量子比特(QUB2)的垂直线(LV)在下文中被称为第二垂直线(LV2)。第一水平线(LH1)优选等于第二水平线(LH2)。这导致了n位量子寄存器(NBQUREG)的可能的下述拓扑结构，其中量子点(NV1，NV2)沿着这条水平线(LH1)排列，就像在一串珍珠上一样，具有多个量子寄存器(QUREG)的设备的所有量子寄存器(QUREG)都是如此。这具有以下优势：对该器件的单个量子点的选择性控制则变得更容易。当然，垂直排列也是可能的。因此，第一垂直线(LV1)也可以等于第二垂直线(LH2)。优选地，第一水平线(LH1)不等于第二水平线(LH2)。
如前所述，所提出的方法则包括：在与第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的拉比振荡的周期的第一相位角
特别是π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)或π/4的整数倍相对应的持续时间内，用第一水平电流(IH1)的第一水平电流分量向第一水平线(LH1)通电。
优选地，第一水平电流分量以具有第一水平调制的第一微波共振频率(fMW1)来调制。
同样优选地，在与第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的拉比振荡的周期的第一相位角
特别是π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)或π/4的整数倍相对应的持续时间内，以第一垂直电流(IV1)的第一垂直电流分量执行第一垂直线(LV1)的通电，优选地，第一垂直电流分量以具有第一垂直调制的第一微波共振频率(fMW1)来调制。
优选地，除了所述相移之外，第一水平线(LH1)与第一垂直线(LV1)并行通电。
以具有第一水平电流值的第一水平直流电流(IHG1)优选执行第一水平线(LH1)的通电，其中第一水平电流值可以具有0A的量。
以具有第一垂直电流值的第一垂直直流电流(IVG1)优选执行第一垂直线(LV1)的通电，其中第一垂直电流值可以具有0A的量。
第二水平线(LH2)优选地由具有第一水平电流值的第二水平直流电流(IHG2)通电，其中第一水平电流值可以具有0A的量。
第二垂直线(LV2)优选被提供第二垂直直流电流(IVG2)，其第二垂直电流值不同于第一垂直电流值。优选地，第二垂直电流值和第一垂直电流值被选择为使得，如果第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的相位矢量位于第一位置中，则第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的相位矢量执行围绕第一相位角
的特别是π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)或π/4的整数倍的相位旋转，并且如果第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的相位矢量位于第二位置而非第一位置中，则第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的相位矢量不执行围绕相位角
的特别是π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)或π/4的整数倍的相位旋转，并且使得第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的相位矢量不执行任何相位旋转或者仅执行轻微的相位旋转。
优选地，在与第二量子比特的第二量子点(NV2)的拉比振荡的周期的相位角
特别是π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)或π/4的整数倍相对应的持续时间内，第二水平线(LH2)则以第二水平电流分量(IHM2)通电，第二水平电流分量(IHM2)以具有第二水平调制的第二微波共振频率(fMW2)来调制。
在与第二量子比特的第二量子点(NV2)的拉比振荡周期的相位角
特别是π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)或π/4的整数倍相对应的持续时间内，以第二垂直电流分量(IVM2)优选执行第二垂直线(LV2)的通电，其中第二垂直电流分量(IVM2)以具有第二垂直调制的第二垂直微波共振频率(fMW2)来调制，并且其中除了所述相移之外，第二水平线(LH2)的通电与第二垂直线(LV2)的通电在时间上并行进行。
优选地，以第二水平电流值执行以第二水平DC电流分量(IHG2)向第二水平线(LH2)通电，其中第二水平电流值可以从0A开始。
优选地，以第二垂直电流值执行以第二垂直DC电流分量(IVG2)向第二垂直线(LV2)供电，其中第二垂直电流值可以从0A开始。
优选地，以具有第一水平电流值的第一水平直流电流分量(IHG1)来执行第一水平线(LH1)的通电，其中第一水平电流值可以从0A开始。
优选地，以具有第一垂直电流值的第一垂直直流分量(IVG1)向第一垂直线(LV1)通电，由此第一垂直电流值不同于第二垂直电流值。只有这样才能进行寻址。
优选地，现在选择第一垂直电流值和第二垂直电流值，使得当第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的相位矢量位于第一位置中时，第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的相位矢量以角度
特别是π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)或π/4的整数倍执行相位旋转，并且如果第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的相位矢量位于第二位置而非第一位置中，则第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的相位矢量不执行围绕角度
特别是π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)或π/4的整数倍的相位旋转，并且使得第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的相位矢量不执行相位旋转。
为了产生左或右极化电磁场，再次优选地，第一水平调制相对于第一垂直调制相移第一微波共振频率(fMW1)的周期的+/-π/2，和/或第二水平调制相对于第二垂直调制相移第二微波共振频率(fMW2)的周期的+/-π/2。
量子计算
现在说明用于执行简单计算的简单的基本程序方案。该方案是一种操作核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的方法。其优选包括以下步骤：复位核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的量子比特(QUB1，QUB2)的量子点(NV)；操纵核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的量子比特(QUB1，QUB2)的量子点(NV)；存储操纵结果；复位核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的量子比特(QUB1，QUB2)的量子点(NV)；读回所存储的操纵结果；和读出核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的量子比特(QUB1，QUB2)的量子点(NV)的状态。
优选地，借助于所述量子比特复位方法的一者来执行核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的量子比特(QUB1，QUB2)的量子点(NV)的复位。
优选地，借助于所述量子比特操纵方法的一者来执行核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的量子比特(QUB1，QUB2)的量子点(NV)的量子状态的单个或多个操纵。
优选地，使用先前所述的用于影响根据量子点的量子状态的核量子点的量子状态的方法的一者来执行存储操纵结果。
优选地，借助于所述量子比特复位方法的一者来执行核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的量子比特(QUB1，QUB2)的量子点(NV)的第二复位。
优选地，通过使用先前所述的用于影响根据核量子点的量子状态的量子点的量子状态的方法的一者来执行所存储的操纵结果的回读。
优选地，通过量子比特加权方法和/或量子计算结果提取方法来执行量子寄存器(QUREG)的量子比特(QUB1，QUB2)的量子点(NV)和/或量子比特(QUB)的量子点(NV)的状态的读出。
用于操作量子寄存器(QUREG)和/或量子比特(QUB)的替代方法包括下述步骤：借助于所述量子比特复位方法的一者复位核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的量子比特(QUB1，QUB2)的量子点(NV)；借助于所述量子比特操纵方法的一者操纵核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的量子比特(QUB1，QUB2)的量子点(NV)的量子状态；借助于先前所述的用于根据量子点的量子状态影响核量子点的量子状态的方法的一者存储操纵结果的步骤；借助于所述量子比特复位方法的一者复位核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的量子比特(QUB1，QUB2)的量子点(NV)、借助于先前所述的用于根据核量子点的量子状态影响量子点的量子状态的方法的一者读回所存储的操纵结果、以及通过量子比特评估方法和/或量子计算结果提取方法读出量子寄存器(QUREG)的量子比特(QUB1，QUB2)的量子点(NV)和/或量子比特(QUB)的量子点(NV)的状态的步骤。
量子硬件
量子总线
下面的部分是特别重要的。在量子计算机中，传输的不是电荷载流子，而是依赖关系(dependencies)。这是不寻常的，因为这里量子比特的绝对状态在许多情况下是不相关的。相反，依赖关系，即，信息，现在起到电荷载流子的作用。这些电荷载流子的传输需要用于量子信息的相互依赖关系的传输总线。该传输总线在下文中被称为量子总线(QUBUS)，并且是用于将数个量子比特的数个量子点彼此链接的关键元件。通过量子比特的量子点，甚至可以到达分配给这些量子比特的核量子点，尤其是彼此相距更远的距离处，使得一个核量子点的依赖关系可以通过该量子总线传输到另一核量子点。这能够实现两个核量子点的耦合，这两个核量子点并未被放置得彼此太近以致它们可以直接耦合。优选地，量子总线被实现为量子点链，例如被实现为n位量子寄存器(NBQUREG)。因此，优选但非必须是延伸的线性链，其实际上是依赖关系线。该链的量子点形成了较大的量子寄存器。这里利用了例如金刚石中的NV中心或硅中的G中心或碳化硅中的V中心之间的量子点的耦合范围-这里也被称为电子-电子耦合范围-大于核量子点与量子点的耦合范围-这里也被称为核-电子耦合范围。
因此，这种量子总线(QUBUS)优选具有n个量子比特(QUB1至QUBn)，其中n为正整数。为了形成量子总线(QUBUS)，n必须≥2。例如，假定量子总线(QUBUS)具有第一核量子比特(CQUB1)并且具有第n核量子比特(CQUBn)。举例来说，让第一核量子比特(CQUB1)与量子总线(QUBUS)的第一量子比特(QUB1)相关联。举例来说，让第n核量子比特(CQUBn)与量子总线(QUBUS)的第n量子比特(QUBn)相关联。这仅是示例。量子总线(QUBUS)的量子比特(QUB1至QUBn)中的各量子比特可以不具有或具有一个或多个核量子点。这里所述的量子总线示例也可能仅代表更大的量子总线(QUBUS)或量子总线网络(QUNET)的部分量子总线。因此，仅为了澄清和简化，并且作为示例，我们假定第一量子比特(QUB1)位于示例性线性无分支量子总线的一端，并且第n量子比特(QUBn)是位于该示例模型量子总线的另一端。量子总线的更复杂的拓扑结构显然是可能的，并且被包含在权利要求书中。在这方面，这仅是说明量子总线上的依赖关系传输的示例。
我们沿示例性量子总线对n量子比特(QUB1至QUBn)进行编号，以便说明更清楚，假定从1到n是线性的。显然，在该示例中，这n个量子比特(QUB1至QUBn)形成了示例性n位量子寄存器(NBQUREG)。
这里，第j量子比特(QUBj)是这n个量子比特(QUB1至QUBn)中的任一个，其中1<j<n，仅当n>2成立时才予以考虑。
每个第j量子比特(QUBj)都具有前导量子比特(QUB(j-1))和后继量子比特(QUB(j+1))。
第一量子比特(QUB1)与第一核量子比特(CQUB1)一起形成第一核电子量子寄存器(CEQUREG1)。
第n量子比特(QUBn)与第n核量子比特(CQUBn)一起形成第n核电子量子寄存器(CEQUREGn)。
第一量子比特(QUB1)现在与第二量子比特(QUB2)一起形成位于量子总线的开端的第一电子-电子量子寄存器(QUREG1)，量子总线作为示例在这里假定是线性的。
第n量子比特(QUBn)与第(n-1)量子比特(QUB(n-1))一起形成位于量子总线的另一端的第(n-1)电子-电子量子寄存器(QUREG(n-1))。
在这两个量子寄存器(QUREG1，QUREG(n-1))之间，现在存在优先重叠的沿着量子总线(QUBUS)的两位量子寄存器的链。
为了清楚起见，当n>2时，其它n-2个量子比特中的每个现在将被称为第j量子比特(QUBj)，其中1<j<n。然后，这些第j量子比特中的每个则与其前导量子比特(QUB(j-1))一起形成第(j-1)量子寄存器(QUREG(j-1))。类似地，这些第j量子比特中的每个与其后继量子比特(QUB(j+1))一起形成第j量子寄存器(QUREGj)。因此，则获得在第一核量子比特(CQUB1)和第n核量子比特(CQUB1)之间的具有两个核电子量子寄存器(CEQUREG1，CEQUREGn)和n-1个两位量子寄存器(QUREG1至QUREG(n-1))的闭合链。即使第一核量子比特(CQUB1)在没有n个量子比特(QUB1至QUBn)的帮助下由于空间距离过大而不能直接与第n核量子比特(CQUBn)耦合，在第一核量子比特(CQUB1)和第n核量子比特(CQUB1)之间的具有两个核电子量子寄存器(CEQUREG1，CEQUREGn)和n-1个两位量子寄存器(QUREG1至QUREG(n-1))的该闭合链则能够传输核量子比特(CQUB1，CQUBn)之间的依赖关系。
至此，我们现在回想一下，量子比特可以与多个核量子比特一起形成量子ALU。一个量子ALU的量子比特则可以借助于这种量子总线连接到另一量子ALU的量子比特。如前所述，我们将示例限制为通过量子寄存器链直接连接两个量子ALU。显而易见的是，具有分支、循环以及多个量子ALU和核量子比特的更复杂的拓扑结构是可能的。这种设备被包含在权利要求书中。为了简单起见，我们再次假定以具有n个量子比特(QUB1至QUBn)的量子总线(QUBUS)由量子寄存器链形成为例进行说明。同样，让n代表正整数，其中n≥2。让示例性量子总线(QUBUS)具有第一量子ALU(QUALU1)和第n量子ALU(QUALUn)。如前所述，为了清楚起见，我们对示例性简单量子总线的n个量子比特(QUB1至QUBn)从1到n进行编号。作为示例，让第一量子比特(QUB1)成为第一量子ALU(QUALU1)的量子比特(QUB1)，并且让第n量子比特(QUBn)成为第n量子ALU(QUALUn)的量子比特(QUBn)。为了简单起见，将介于中间的量子比特集中在一起作为第j量子比特(QUBj)，其因此代表这些n个量子比特(QUB1至QUBn)中的任何一个，其中1<j<n，仅当n>2成立时才予以考虑。该示例中的各第j量子比特(QUBj)都具有前导量子比特(QUB(j-1))和后继量子比特(QUB(j+1))。在该示例中，第一量子比特(QUB1)与第二量子比特(QUB2)一起形成第一电子-电子量子寄存器(QUREG1)。在该示例中，第n量子比特(QUBn)与第(n-1)量子比特(QUB(n-1))一起形成第(n-1)电子-电子量子寄存器(QUREG(n-1))。在该示例中，当n>2时，在下文中被称为第j量子比特(QUBj)的其它n-2量子比特中的每个与其前导量子比特(QUB(j-1))一起形成第(j-1)量子寄存器(QUREG(j-1))，并且与其后继量子比特(QUB(j+1))一起形成第j量子寄存器(QUREGj)，其中1<j<n。这也导致第一核量子比特(CQUB1)和第n核量子比特(CQUBn)之间的n-1个量子寄存器(QUREG1至QUREG(n-1))的闭合链。因此，量子ALU的核量子比特之间的依赖关系传输成为可能。首先，可以经由所讨论的量子ALU的量子比特来执行该量子ALU的两个核量子比特之间的量子ALU内的依赖关系的传输。其次，可以经由两位量子寄存器的所述链来完成一个量子ALU的核量子比特与另一量子ALU的核量子比特之间的依赖关系的传输。这能够使所有核量子比特相互纠缠。因此，核量子比特优先地服务于量子计算过程，而量子点优先地服务于核量子比特之间的依赖关系的传输。
如上所述，所提出的量子总线具有线性部分(图25)和/或分支(图27)和/或扭折(图26)或环路(图28)。
优选地，量子总线设置有装置(HD1至HDn，HS1至HSn，以及HD1至VDn，VS1至VSn，CBA，CBB，μC)，以便根据第一量子ALU(QUALU1)的第一量子点(NV1)的电子构型确定第n量子ALU(QUALUn)的第n量子点(NVn)的电子构型的自旋和/或第n量子ALU(QUALUn)的第n核量子点(CIn)的核自旋，和/或借助于n个量子比特(QUB1至QUBn)的量子比特来改变第一量子ALU(QUALUn)的核量子点(CI1)的核自旋。当然，这也以类似的方式适用于设备的核量子点的其它配对。
量子总线操作
对于服务于经由相关联的量子比特的量子点连接到量子总线的核量子比特的核量子点或量子ALU的核量子点之间的依赖关系的传输的先前所述的量子总线(QUBUS)属于这种量子总线的操作方法。由于量子ALU由核电子量子寄存器(CEQUREG)构成，因此使用简单的示例来说明传输就足够了。权利要求明确包括可能的、更复杂的量子总线拓扑结构，其具有级联的两位量子寄存器(QUREG)的量子点链的分支和环。用于操作这种量子总线(QUBUS)的方法优选是用于将第j量子比特(QUBj)的第j量子点(NVj)的量子信息，特别是自旋信息与量子总线(QUBUS)的随后的第(j+1)量子比特(QUB(j+1))的第(j+1)量子点(NV(j+1))的量子信息进行交换，特别是自旋交换的方法。这里，第j量子比特(QUBj)的第j量子点(NVj)是量子总线的量子点链的量子点的示例。该方法基于执行先前所述的电子-电子CNOT操作。这里，以作为电子-电子CNOT操作的第一量子比特(QUB1)的第j量子比特(QUBj)和作为电子-电子CNOT操作的第二量子比特(QUB2)的第(j+1)量子比特(QUB(j+1))来执行电子-电子CNOT操作。因此，综上所述，就是将电子-电子CNOT操作应用于量子总线(QUBUS)的量子点的量子点对。
在该操作的帮助下，已经可以确保经由量子总线(QUBUS)的依赖关系的传输。然而，仍然缺失核量子点与量子点链的耦合。现在这通过以下过程完成。
为此，我们在这里公开了用于将第一量子比特(QUB1)的示例性第一量子点(NV1)与量子总线(QUBUS)的第一核量子比特(CQUB1)的示例性第一核量子点(CI1)纠缠的示例性方法。该方法的第一步骤是如上所述的执行电子-核交换操作，特别是核-电子解纠缠操作。这里，第一量子比特(QUB1)是所述电子-核交换操作的量子比特(QUB)，并且第一核量子比特(CQUB1)是所述电子-核交换操作的核量子比特(CQUB)。这里，第一量子比特(QUB1)示例性地代表量子总线(QUBUS)的任何第一量子比特，并且第一核量子比特(CQUB1)代表可以与第一量子比特(QUB1)相互作用的量子总线(QUBUS)的任何核量子比特。因此，在该操作的帮助下，现在可以确保核量子点与量子点链的耦合。
然而，根据也可经由量子总线(QUBUS)访问的另一核量子比特来改变核量子比特的量子信息也是一个目标。
为此，我们在这里给出了用于将第n量子比特(QUBn)的示例性地选择的第n量子点(NVn)与量子总线(QUBUS)的第n核量子比特(CQUBn)的同样示例性地选择的第n核量子点(CIn)纠缠的另一示例性方法。因此，将先前刚刚所述的方法应用于第n量子比特(QUBn)和第n核量子比特(CQUBn)，以代替第一量子比特(QUB1)和第一核量子比特(CQUB1)。这里，第n量子比特(QUBn)是量子总线(QUBUS)的任何其它量子比特的示例，并且第n核量子比特(CQUBn)是量子总线的可以与第n量子比特(QUBn)相互作用的任何其它核量子比特的示例。对于这里所讨论的示例，重要的仅是第一量子比特(QUB1)不同于第n量子比特(QUBn)，并且第一核量子比特(CQUB1)不同于第n核量子比特(CQUBn)。为了更好地理解，指标1和n被选择作为任意示例。也可以选择其中i≠j的指标i和j来代替1和n。该方法则包括执行如上所述的电子-核交换操作，特别是核-电子解纠缠操作。这里，第n量子比特(QUBn)代表所述电子-核交换操作的量子比特(QUB)，并且第n核量子比特(CQUBn)代表所述电子-核交换操作的核量子比特(CQUB)。因此，另外的核量子点与量子总线的连接现在是可能的。我们现在假定，n个量子点的链将第一量子点(NV1)以及由此的第一量子比特(QUB1)与第n量子点(NVn)以及由此的第n量子比特(QUBn)连接。量子总线还可以包括另外的量子比特和另外的核量子比特，其在这里不再作为示例予以考虑。
在第一核量子比特(CQUB1)的示例性第一核量子点(CI1)可以与第n核量子比特(CQUBn)的示例性第n核量子点(CIn)纠缠之前，优选复位在这两个核量子点与可能的另外的量子点之间的量子总线(QUBUS)的量子点链。因此，用于将第一核量子比特(CQUB1)与量子总线(QUBUS)的第n核量子比特(CQUBn)纠缠的方法包括，如果需要的话，特别是借助于量子比特复位方法的对量子总线(QUBUS)的n个量子比特(QUB1至QUBn)的前擦除，以用于初始化量子总线(QUBUS)。然后，特别地通过使用先前所述的用于将第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)与量子总线(QUBUS)的第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)纠缠的方法来执行第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)与量子总线(QUBUS)的第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)的纠缠。该操作将变化信息放在量子总线(QUBUS)的第一量子比特(QUB1)上。现在可以将变化信息从量子总线(QUBUS)的第一量子比特(QUB1)传输到量子总线(QUBUS)的另一端。则这是通过重复执行以下步骤直到所有n-1个量子点(NV2至NVn)与它们的前导量子点(NV1至NV(n-1))纠缠并由此与第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)纠缠来完成的。
为此，从量子总线(QUBUS)的第一量子点(QUB1)开始，对所有后续量子比特(QUBj)执行以下步骤，其中标记数j每执行一步骤就增加1，直到j＝n为止。接下来的步骤涉及将第j量子比特(QUBj)的第j量子点(NVj)与量子总线(QUBUS)的后续的第(j+1)量子比特(QUB(j+1))的第(j+1)量子点(NV(j+1))交错(interleaving)。在该步骤的第一应用中，逻辑上选择j＝1，以将第一量子点(NV1)与第二量子点(NV2)纠缠。在该步骤的达到先前命名的循环终止条件j＝n之前的后续应用中，执行该步骤之后，选择新的标记数j以增加1，即j＝j+1，并且第j量子点(NVj)与第(j+1)量子点(NV(j+1))纠缠。在这些步骤中的每个中使用的方法优选是用于将第j量子比特(QUBj)的第j量子点(NVj)的量子信息，特别是自旋信息与量子总线(QUBUS)的后续的第(j+1)量子比特(QUB(j+1)的第(j+1)量子点(NV(j+1))的量子信息，特别是自旋信息交换，特别是自旋交换的上述方法。随后，重复该步骤，直到所有n-1个量子点(NV2至NVn)与其前导量子点(NV1至NV(n-1))纠缠并且由此与第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)的量子信息纠缠。
这样，变化信息现在从第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)经由量子总线(QUBUS)的其它量子点(NV2至NV(n-1))传输到量子总线(QUBn)的第n量子比特(QUBn)的第n量子点(NVn)。现在的任务仍然是执行第n量子比特(QUBn)的第n量子点(NVn)的量子信息与第n核量子比特(CQUBn)的第n核量子点(CIn)的量子信息的最终纠缠，以完成变化信息的传输。
因此，特别是通过使用将第n量子比特(QUBn)的第n量子点(NVn)与量子总线(QUBUS)的第n核量子比特(CQUBn)的第n核量子点(CIn)纠缠的方法，紧接着进行第n量子比特(QUBn)的第n量子点(NVn)与量子总线(QUBUS)的第n核量子比特(CQUBn)的第n核量子点(CIn)的在时间上的后续的纠缠。
如果有必要的话，将纠缠再次在另一方向上传输现在是有用的。为此，如果有必要的话，多次执行第j量子比特(QUBj)的第j量子点(NVj)与量子总线(QUBUS)的后面的第(j+1)量子比特(QUB(j+1))的第(j+1)量子点(NV(j+1))的量子信息的，特别是自旋交换的纠缠的后续步骤。现在，在该步骤的第一应用中，由于要返回，所以选择j＝n。在该步骤的后续应用中，与直到达到先前命名的循环终止条件j＝n的先前步骤相比，在各步骤中，新标记数被选择为j＝j-1。然后，在变化信息已经从第n量子比特(QUBn)传输回第一量子比特(QUB1)之后，第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)现在与第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)纠缠。进行第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的量子信息与量子总线(QUBUS)的第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)的量子信息的，特别是自旋交换的纠缠。
如果有必要的话，进行量子总线(QUBUS)的n个量子比特(QUB1至QUBn)的最终擦除。
现在在这里给出了用于将第一核量子比特(CQUB1)与量子总线(QUBUS)的第n核量子比特(CQUBn)纠缠的其它方法。在该其它方法中，如果有必要的话，首先进行用于使量子总线(QUBUS)初始化的量子总线(QUBUS)的n个量子比特(QUB1至QUBn)的前擦除。如果有必要的话，还预先执行第一核量子比特(CQUB1)的前擦除和/或第n核量子比特(CQUBn)的前擦除。如果这个擦除过程应当改变量子总线的n个量子比特中的量子比特，则执行量子总线(QUBUS)的第一量子比特(QUB1)和第n量子比特(直到QUBn)的另一前擦除以使量子总线(QUBUS)初始化是有意义的。
那么优选地，以第一量子比特(QUB1)作为所述哈达玛门的量子比特(QUB)执行哈达玛门，并且以量子比特(QUB1)和第一核量子比特(CQUB1)执行电子-核CNOT操作。现在，通过最后步骤放在量子总线(QUBUS)上的变化信息经由量子总线(QUBUS)被传输。为此，重复执行以下步骤，直到所有n-1个量子点(NV2至NVn)都与其前导量子点(NV1至NV(n-1))纠缠。因此，后续的步骤是特别地借助于如前所述的电子-电子CNOT将第j量子比特(QUBj)的第j量子点(NVj)与量子总线(QUBUS)的后续的第(j+1)量子比特(QUB(j+1))的第(j+1)量子点(NV(j+1))纠缠。在该步骤的第一应用中，再次选择j＝1。在该步骤的直到先前命名的循环终止条件j＝n的后续应用中，则在各新步骤中再次选择j＝j+1的新标记数。则这会纠缠量子总线(QUBUS)的所有n个量子点(NV1至NVn)。
现在，为了也将第n核量子点(CIn)与量子总线(QUBUS)的n个量子点(QUB1至QUBn)纠缠，则以第n量子比特(QUBn)和第n核量子比特(CQUBn)执行电子-核CNOT操作。结果，第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(NV1)则与第n核量子比特(CQUBn)的第n核量子点(NVn)纠缠。如果有必要的话，则应当借助于“绿光”复位量子总线(QUBUS)的量子比特(QUB1至QUBn)的量子点(NV1至NVn)。
量子计算机
能够执行上述过程的量子计算机的特征在于，通常包括至少一个控制装置(μC)和通常至少一个光源(LED)。优选用于产生“绿光”以复位量子总线(QUBUS)的量子比特(QUB1至QUBn)的量子点(NV1至NVn)的光源可以特别是LED和/或激光器和/或可调谐激光器。为了能够操作至少一个光源，量子计算机优选包括至少一个光源驱动器(LDDR)。如本文所提出的量子计算机优选包括以下基于量子的子设备中的至少一个，诸如一个或优选地多个量子比特(QUB)和/或一个或优选地多个量子寄存器(QUREG)和/或一个或优选地多个核电子量子寄存器(CEQUREG)和/或一个或多个核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)和/或一个或多个量子点(NV)的阵列和/或一个或多个量子总线(QUBUS)等。
优选地，至少一个光源(LED)有时根据来自控制装置(μC)的控制信号通过至少一个光源驱动器(LDDR)提供电能。
优选地，至少一个光源(LED)适于和/或旨在复位量子点(NV)的至少一部分。优选地，示出的是，光源(LED)适于和/或旨在用“绿光”照射一个或多个量子点。
优选地，量子计算机(QC)的特征在于，其包括特别是用于控制量子比特和/或核量子比特和/或量子寄存器和/或电子-核量子寄存器的至少一个电路和/或半导体电路和/或CMOS电路。优选地，这种量子计算机包括以下基于量子的子设备中的至少一个，诸如一个或多个量子比特(QUB)和/或一个或多个量子寄存器(QUREG)和/或一个或多个核电子量子寄存器(CEQUREG)和/或一个或多个核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)和/或一个或多个量子点(NV)阵列和/或一个或多个量子总线(QUBUS)等。优选地，至少一个电路和/或半导体电路和/或CMOS电路包括单独或成组地排列并适于实施上述方法中的至少一个的装置，该方法特别是如上所述的电子-核交换操作方法和/或量子比特复位方法和/或核电子量子寄存器复位方法和/或量子比特微波驱动方法和/或核电子量子寄存器无线电波驱动方法和/或核-量子比特无线电波驱动方法和/或核电子量子寄存器无线电波驱动方法和/或选择性量子比特驱动方法和/或选择性量子寄存器驱动方法和/或量子比特评估和/或量子计算机结果提取和/或量子计算和/或执行量子总线操作。
优选地，量子计算机具有一个或多个磁场控制(MFC)设备，该设备具有至少一个或多个磁场传感器(MFS)和至少一个或多个致动器，特别是磁场控制(MFK)，以稳定通过主动控制在设备区域内的磁场。优选地，磁场控制(MFC)特别是控制装置的一部分。同样优选地，磁场控制(MFC)可以由控制装置或控制计算机(μC)来控制。
量子计算机的集成电路
优选用于量子计算机的电路和/或半导体电路和/或CMOS电路包括至少一个控制装置(μC)。优选地，其包括适于和/或设置用于控制具有将要驱动的第一量子比特(QUB1)的以下基于量子的子设备中的至少一个的装置。示例性地是一个或多个量子比特(QUB)和/或一个或多个量子寄存器(QUREG)和/或一个或多个核电子量子寄存器(CEQUERG)和/或一个或多个核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)和/或一个或多个量子点(NV)阵列和/或量子总线(QUBUS)和/或一个或多个量子ALU(QUALU)。
优选地，为了控制将要驱动的示例性第一量子比特(QUB1)，其包括：
·第一水平驱动级(HD1)，其与将要驱动的示例性第一量子比特(QUB1)相关联，用于控制将要驱动的第一量子比特(QUB1)和/或
·第一水平接收级(HS1)，其与将要驱动的示例性第一量子比特(QUB1)相关联，其可以与第一水平驱动级(HD1)一起形成一个单元，用于控制将要驱动的第一量子比特(QUB1)，和/或
·第一垂直驱动级(VD1)，其与将要驱动的示例性第一量子比特(QUB1)相关联，用于控制将要驱动的第一量子比特(QUB1)和/或
·第一垂直接收级(VS1)，其与将要驱动的示例性第一量子比特(QUB1)相关联，其可以与第一垂直驱动级(VD1)一起形成一个单元。
这里，第一量子比特(QUB1)代表量子计算机或量子技术设备的任何量子比特。因此，权利要求将被解释为量子计算机或量子技术设备的任何量子比特。因此，术语“第一量子比特(QUB1)”在本文中仅是对设备的任何量子比特的指定。术语“第一”仅旨在将其与另外的量子比特区分开来。这以类似的方式适于第一驱动级(HD1)、第一水平接收级(HS1)、第一垂直驱动级(VD1)和第一垂直接收级(VS1)。
第一水平驱动级(HD1)和第一水平接收级(HS1)优选经由第一量子比特(QUB1)的第一水平线(LH1)驱动将要驱动的示例性第一量子比特(QUB1)。
第一垂直驱动级(VD1)和第一垂直接收级(VS1)优选经由第一量子比特(QUB1)的第一垂直线(LV1)驱动将要驱动的示例性第一量子比特(QUB1)。
优选地，第一水平驱动级(HD1)将第一水平电流(IH1)馈入第一量子比特(QUB1)的第一水平线(LH1)中。
优选地，第一垂直驱动级(VD1)将第一垂直电流(IV1)馈入第一量子比特(QUB1)的第一垂直线(LV1)中。
第一水平电流(IH1)优选具有第一水平电流分量，该第一水平电流分量具有第一频率(f)的第一水平调制。
优选地，第一垂直电流(IV1)具有第一垂直电流分量，该第一垂直电流分量具有第一频率(f)的第一垂直调制。
优选地，第一垂直电流(IV1)的第一垂直电流分量的第一垂直调制相对于第一水平电流(IH1)的第一水平电流分量的第一水平调制至少暂时地相移基本上频率(f)的+/-π/2的第一时间相位偏移。
优选地，第一水平电流(IH1)的第一水平电流分量以具有第一脉冲持续时间(τP1)的第一水平电流脉冲脉冲化，和/或第一垂直电流(IV1)的第一垂直电流分量以具有第一脉冲持续时间(τP1)的第一垂直电流脉冲脉冲化。
优选地，第一垂直电流脉冲相对于第一水平电流脉冲在时间上相移了时间第一相位偏移，和/或第一垂直电流脉冲相对于第一水平电流脉冲在时间上相移了频率(f)的+/-π/2的时间第一相位偏移。
优选地，第一频率(f)具有与以下频率中的一者相同的效果：
·核电子微波共振频率(fMWCE)或
·电子-核无线电波共振频率(fRWEC)或
·电子1-电子1微波共振频率(fMW)或
·电子1-电子2微波共振频率(fMWEE)或
·核-核无线电波共振频率(fRWCC)。
优选地，如果第一频率(f)有效地等于核-电子微波共振频率(fMWCE)，则第一脉冲持续时间τP至少暂时地对应于核-电子拉比振荡的拉比振荡周期τRCE的π/4的整数倍，和/或当第一频率(f)有效地等于核-电子无线电波共振频率(fRWEC)时，第一脉冲持续时间τP至少暂时地对应于核-电子拉比振荡的周期τRCE的π/4的整数倍。此外，如果第一频率(f)有效地等于电子1-电子1微波共振频率(fMW)，第一脉冲持续时间τP则可以至少有时对应于电子1-电子1-拉比振荡的拉比振荡周期τR的π/4的整数倍，和/或如果第一频率(f)有效地等于电子1-电子2微波共振频率(fMWEE)，则至少暂时地对应于电子1-电子2拉比振荡的拉比振荡周期τREE的π/4的整数倍。类似地，如果第一频率(f)有效地等于核-核无线电波共振频率(fRWCC)，第一脉冲持续时间τP则可以至少有时对应于核-核拉比振荡的拉比振荡周期τRCC的π/4的整数倍。
优选地，电路和/或半导体电路和/或CMOS电路具有用于控制将要驱动的第二量子比特(QUB2)的第二水平驱动级(HD2)，并且其具有可以与第二水平驱动级(HD2)一起形成一个单元的第二水平接收级(HS2)。这些优选用于控制将要驱动的第二量子比特(QUB2)。
所述电路和/或半导体电路和/或CMOS电路还优选包括用于控制将要驱动的第二量子比特(QUB2)的第二垂直驱动级(VD2)和可以与第二垂直驱动级(VD2)一起形成一个单元的第二垂直接收级(VS2)。这些也优选用于控制将要驱动的第二量子比特(QUB2)。
第一垂直驱动级(VD1)优选用于驱动将要驱动的第二量子比特(QUB2)。第一垂直接收级(VS1)优选用于驱动将要驱动的第二量子比特(QUB2)。
这里，第二量子比特(QUB1)代表不同于上述示例性第一量子比特(QUB1)的量子计算机或量子技术设备的任何量子比特。因此，权利要求将被解释为量子计算机或量子技术设备的不同于前述示例性第一量子比特(QUB1)的任何量子比特。因此，术语“第二量子比特(QUB2)”在本文中仅是对不同于前述示例性第一量子比特(QUB1)的设备的任何量子比特的指定。术语“第二”仅旨在将其与另外的量子比特和所述第一量子比特(QUB1)区分开来。这以类似的方式适于第二驱动级(HD2)、第二水平接收级(HS2)、第二垂直驱动级(VD2)和第二垂直接收级(VS2)。
优选地，第一水平驱动级(HD1)和第一水平接收级(HS1)共同用于驱动将要驱动的第二量子比特(QUB2)(参见附图)。
优选地，第一水平驱动级(HD1)将作为另外的水平电流分量的第一水平DC电流分量馈入第一水平线(LH1)中。第一水平DC电流分量的幅度可以是0A。第二水平驱动级(HD2)优选将作为另外的水平电流分量的第二水平DC分量馈入第二水平线(LH2)中，其中第二水平DC分量的幅度可以是0A。第一垂直驱动级(VD1)优选将作为另外的垂直电流分量的第一垂直DC电流分量馈入第一垂直线(LV1)中。第一垂直DC电流分量的幅度可以是0A。第二垂直驱动级(HD2)将作为另外的垂直电流分量的第二垂直DC电流分量馈入第二垂直线(LV2)中。第二垂直DC电流分量的幅度可以是0A。
第一水平DC分量和/或第二水平DC分量和/或第一垂直DC分量和/或第二垂直DC分量可以被设定为使得核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的第一核电子量子寄存器(CEQUREG1)的第一核-电子微波共振频率(fMWCE1)不同于核电子量子寄存器(CECEQUREG)的第二核-电子微波量子寄存器(CEQUREG2)的第二核-电子微波共振频率(fMWCE2)，或使得核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的第一核电子量子寄存器(CEQUREG1)的第一电子-核无线电波共振频率(fRWEC1)偏离核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的第二核电子量子寄存器(CEQUREG2)的第二电子-核无线电波共振频率(fRWEC2)，或者使得量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一电子1-电子1微波共振频率(fMW1)偏离量子寄存器(QUREG)的第二量子比特(QUB2)的第二电子1-电子1微波共振频率(fMW2)。这能够实现选择性控制。
制造过程
现在在下面提出了用于制造量子寄存器(QUREG)和/或量子比特(QUB)和/或量子点阵列和/或量子比特阵列的方法。
该过程包括提供基板(D)，特别是金刚石。其包括外延层(DEPI)的通常随后的沉积，以确保晶体点阵的完善。
优选地，通过CVD法沉积n型掺杂层。
在金刚石作为金刚石基板(D)上的外延层(DEPI)的示例性情况下，由于放射性14C碳，其优选是优选是12C碳和/或更少放射性的n型掺杂金刚石层。在外延金刚石层(DEPI)的情况下，这优选已经设置有硫掺杂和/或另一种n型掺杂。然而，在这种情况下，氮原子也可以例如以P1中心的形式用于外延金刚石层(DEPI)的n型掺杂。然而，优选地，外延金刚石层(DEPI)的掺杂以32S和/或32S同位素来实施。
在硅作为硅基板(D)上的外延层(DEPI)的示例性情况下，其优选是n型掺杂硅层，其优选由28Si同位素制成和/或由没有磁矩的硅同位素制成。在外延硅层的情况下，这优选已经设置有掺杂有同位素120Te、122Te、124Te、126Te、128Te、130Te、46Ti、48Ti、50Ti、12C、14C、74Se、76Se、78Se、80Se、130Ba、132Ba、134Ba、136Ba、138Ba、32S、34S或36S中的一种或多种和/或没有核磁矩且具有n型掺杂的其它同位素。这里，12C或14C同位素形式的碳原子也可以例如以G中心的形式用于外延金刚石层(DEPI)的n型掺杂。
外延层(DEPI)可以具有比基板(D)更大的体积。基板(D)也可以只是一个结晶原子核。
在金刚石作为基板(D)的情况下，如果基板(D)或外延层(DEPI)没有进行n型掺杂或硫掺杂到足够的程度，则优选实施基板(D)的至少一部分或外延层(DEPI)的至少一部分的硫植入和/或n型掺杂。此外，辐射损伤优选随后被清洁和修复。
为了制造基板(D)中的量子点，优选执行确定性单离子注入，以在基板(D)或外延层(DEPI)的预定区域中产生作为量子点(NV)的顺磁中心。
例如，在金刚石作为基板(D)的情况下，可以实施单个氮原子的单离子注入，以在基板(D)或外延层(DEPI)的预定区域中产生作为量子点(NV)的顺磁中心。例如，在金刚石作为基板(D)的情况下，这优选用于在用作基板(D)或其外延层(DEPI)的金刚石的预定区域中产生作为量子点(NV)的NV中心，这之前可能已经应用了。
例如，在硅作为基板(D)的情况下，可以实施单个碳原子，特别是例如单个12C同位素的单离子注入，以在基板(D)或外延层(DEPI)的预定区域中产生作为量子点(NV)的顺磁中心。例如，在硅作为基板(D)的情况下，这优选用于在用作基板(D)或其外延层(DEPI)的硅晶体的预定区域中产生作为量子点(NV)的G中心，这之前可能已经应用了。
优选地，如果有必要的话，在这里也实施清洁和温度处理。
优选地，这之后是对注入的单一原子的功能、位置和T2时间的测量，并且如果有必要的话，如果测量显示了量子点的产生失败，则重复前面的两个步骤。
对于金刚石中的NV中心，可以通过用“绿光”照射它们并检测荧光位置来检测它们的位置。
为了能够实现量子点的电读出，优选对基板(D)或外延层(DEPI)进行欧姆接触。
在硅的情况下，如果这些接触与量子点(NV)或核量子点(CI)有足够的间隔，则尽管它们具有核磁矩μ，也可以通过使用诸如B、Ga等第III主族或诸如P和As等第V主族的常规掺杂剂进行接触掺杂来形成接触。这里重要的是，接触扩散的距离(包括它们向量子点(NV)和/或核量子点(CI)的向外扩散)大于两个量子点(NV1，NV2)之间的最大电子-电子耦合范围并且大于量子点(NV)和核量子点(CI)之间的最大电子-核耦合范围。已经表明，在μm范围内的距离在这里起作用。然而，距量子点和/或核量子点(CI)的如此大的接触距离的劣势在于，不能再以量子点特有的或核量子点特有的方式提取光电载流子。因此，尽管激活能较差，但建议使用上面列出的没有核磁矩μ的同位素进行掺杂。
借助于光刻步骤产生水平线(LH1，LH2，LH3)以及如果适用的话，水平屏蔽线(SH1，SH2，SH3，SH4)。优选地，由基本上没有核磁矩的同位素组成的材料制成水平线(LH1，LH2，LH3)以及如果有必要的话，水平屏蔽线(SH1，SH2，SH3，SH4)。钛同位素46Ti和/或钛同位素48Ti和/或钛同位素50Ti特别优选用于生产相应的钛线。
对于多层金属化层叠体的生产，一次或数次实施绝缘体(IS)的沉积以及如果有必要的话，导通孔的开口。
优选地，绝缘体(IS)全部或部分由没有核磁矩μ的同位素制成。特别优选的是作为绝缘氧化物的28Si16O2的沉积或溅射或生长。
借助于光刻步骤产生垂直线(LV1，LV2，LV3)以及如果有必要的话，垂直屏蔽线(SV1，SV2，SV3，SV4)。优选地，由基本上没有核磁矩的同位素组成的材料制成垂直线(LV1，LV2，LV3)以及如果有必要的话，垂直屏蔽线(SV1，SV2，SV3，SV4)。钛同位素46Ti和/或钛同位素48Ti和/或钛同位素50Ti特别优选用于生产相应的钛线。
除了用于制造量子点、量子比特(QUB)、量子寄存器(QUREG)的该基本方法之外，现在还说明了用于制造核电子量子寄存器(CEQUREG)和/或量子比特(QUB)以及核量子比特(CQUB)和/或量子点阵列(NV)以及核量子点(CI)阵列和/或量子比特(QUB)阵列以及核量子比特(CQUB)阵列的方法。
这些过程包括提供基板(D)以及如果有必要的话，应用外延层(DEPI)。如果基板(D)或外延层(DEPI)未进行掺杂，则借助于离子注入实施基板(D)的至少一部分或外延层(DEPI)的至少一部分的所述掺杂以及在该情况下的辐射损伤的清洗和如果有必要的话的修复。优选地，基板(D)或至少外延层(DEPI)基本上仅包含没有核磁矩的同位素。在这种情况下，术语“基本上”是指作为基板(D)或外延层(DEPI)的组成部分的元素的具有磁矩的同位素相对于作为基板(D)的组成部分的该元素的100％或者作为基板(D)或外延层(DEPI)的组成部分的元素的具有磁矩的同位素的总比例K1G减小为作为基板(D)或外延层(DEPI)的组成部分的元素的具有磁矩的同位素相对于作为基板(D)或外延层(DEPI)的组成部分的该元素的100％的比例K1G’。其中该比例K1G’在用作量子点(NV)的顺磁扰动(NV)和/或用作核量子点(CI)的核自旋的作用区域中是基板(D)或外延层(DEPI)的各个元素的总自然比例K1G的小于50％，更好地小于20％，更好地小于10％，更好地小于5％，更好地小于2％，更好地小于1％，更好地小于0.5％，更好地小于0.2％，更好地小于0.1％。
然而，为了制造核量子点(CI)，现在优选执行具有核磁矩μ的预定同位素的确定性单离子注入，以在基板(D)或外延层(DEPI)的预定区域中制造核量子点(CI)。优选地，这种注入还用于同时制造作为量子点(NV)的顺磁中心。
优选地，再次进行清洁和温度处理，并且测量由注入的单个原子形成的量子点(NV)和/或核量子点(CI)的功能、位置和T2时间，并且如果有必要的话，在失败的情况下，重复前面的两个步骤。
如果有必要的话，绝缘层(IS)被沉积在基板(D)或外延层(DEPI)的表面(OF)上。如果已经沉积了外延层(DEPI)，则术语表面(OF)是指外延层(DEPI)的表面，并且在其它情况下直接指基板(D)的表面。优选地，绝缘层(IS)的材料基本上仅包含没有核磁矩的同位素。术语“基本上”在这里是指作为绝缘层(IS)的组成部分的元素的具有磁矩的同位素相对于作为绝缘层(IS)的组成部分的100％的该元素的总比例K1G与上述表格中给出的自然总比例K1G相比减少为作为绝缘层(IS)的组成部分的元素的具有磁矩的同位素相对于作为绝缘层(IS)的组成部分的100％的该元素的比例K1G’。其中该比例K1G’在用作量子点(NV)的顺磁扰动(NV)和/或用作核量子点(CI)的核自旋的作用区域中是绝缘层(IS)的各个元素的总自然比例K1G的小于50％，更好地小于20％，更好地小于10％，更好地小于5％，更好地小于2％，更好地小于1％，更好地小于0.5％，更好地小于0.2％，更好地小于0.1％。
如前所述，欧姆接触被形成于基板(D)或外延层(DEPI)，水平线(LH1，LH2，LH3)以及如果有必要的话，水平屏蔽线(SH1，SH2，SH3，SH4)被制成，如果有必要的话，第二绝缘层(IS)被制成，如果有必要的话，通过第二绝缘层(IS)打开导通孔，并且垂直线(LV1，LV2，LV3)以及如果有必要的话，垂直屏蔽线(LV1，LV2，LV3)被制成。如果有必要的话，进行通过第二绝缘层(IS)打开导通孔，并且进行垂直线(LV1，LV2，LV3)以及如果有必要的话，垂直屏蔽线(SV1，SV2，SV3，SV4)的产生。如果有必要的话，金属化层叠体可以包括另外的绝缘和金属化层。
优选地，绝缘层(IS)基本上由没有核磁矩μ的同位素制成。术语“基本上”这里是指，基于作为绝缘层(IS)的组成部分的元素的100％，该元素的具有磁矩的同位素的总比例K1G与上述表格中给出的自然总比例K1G相比减小到，基于作为绝缘层(IS)的组成部分的元素的100％，作为绝缘层(IS)的组成部分的元素的具有磁矩的同位素的比例K1G’。其中该比例K1G’在用作量子点(NV)的顺磁性杂质(NV)和/或用作核量子点(CI)的核自旋的作用区域中是绝缘层(IS)的各个元素的总自然比例K1G的小于50％，更好地小于20％，更好地小于10％，更好地小于5％，更好地小于2％，更好地小于1％，更好地小于0.5％，更好地小于0.2％，更好地小于0.1％。
优选地，水平线(LH1，LH2，LH3)和/或，如果适用的话，水平屏蔽线(SH1，SH2，SH3，SH4)和/或垂直线(LV1，LV2，LV3)以及如果适用的话，垂直屏蔽线(SV1、SV2、SV3、SV4)基本上由没有核磁矩的同位素制成。术语“基本上”这里是指作为水平线(LH1，LH2，LH3)和/或如果有必要的话，水平屏蔽线(SH1，SH2，SH3，SH4)和/或垂直线(LV1，LV2，LV3)和如果必要的垂直屏蔽线(SV1，SV2，SV3，SV4)或其部分的组成部分的元素的具有磁矩的同位素相对于作为水平线(LH1，LH2，LH3)和/或如果适用的话，水平屏蔽线(SH1，SH2，SH3，SH4)和/或垂直线(LV1，LV2，LV3)和如果适用的话，垂直屏蔽线(SV1，SV2，SV3，SV4)或其部分的一部分的该元素的100％的总比例K1G，与上述表格中给出的自然总比例K1G相比，减小为作为水平线(LH1，LH2，LH3)和/或如果有必要的话，水平屏蔽线(SH1，SH2，SH3，SH4)和/或垂直线(LV1，LV2，LV3)和如果必要的话，垂直屏蔽线(SV1，SV2，SV3，SV4)或其部分的组成部分的元素的具有磁矩的同位素相对于作为水平线(LH1，LH2，LH3)和/或可能的水平屏蔽线(SH1，SH2，SH3，SH4)和/或垂直线(LV1，LV2，LV3)和可能的垂直屏蔽线(SV1，SV2，SV3，SV4)或其部分的一部分的该元素的100％的比例K1G’。其中该比例K1G’在用作量子点(NV)的顺磁性杂质(NV)和/或用作核量子点(CI)的核自旋的作用区域中是绝缘层(IS)的各个元素的总自然比例K1G的小于50％，更好地小于20％，更好地小于10％，更好地小于5％，更好地小于2％，更好地小于1％，更好地小于0.5％，更好地小于0.2％，更好地小于0.1％。
在基于金刚石的设备的情况下，这些过程包括提供基板(D)，特别是金刚石，以及任选地沉积外延层(DEPI)，任选地已经进行硫掺杂和/或n型掺杂。除核量子点(CI)的同位素之外，基板(D)的表面(OF)下方的材料和/或外延层(DEPI)的材料优选基本上仅包括12C同位素和/或14C同位素。优选降低具有磁矩的C同位素，即，例如13C同位素的浓度。关于术语“基本上”的解释，我们参见上述解释。假如基板(D)和/或外延层(DEPI)未进行n型掺杂或硫掺杂，特别是在金刚石材料的情况下，优选再次进行基板(D)的至少部分和/或外延层(DEPI)的至少部分以及辐射损伤的清洁和修复的所述硫植入和/或n型掺杂。对于量子点(NV)或核量子点(CI)的耦合区域中的掺杂，优选使用没有核磁矩的掺杂剂的同位素。在金刚石的硫掺杂的情况下，32S硫同位素优选用于n型掺杂。
在基于硅的设备的情况下，这些过程包括提供基板(D)，特别是硅晶圆，以及任选地沉积外延层(DEPI)，任选地已经进行掺杂。除核量子点(CI)的同位素之外，基板(D)的表面(OF)下方的材料和/或外延层(DEPI)的材料优选地基本上仅包括具有长半衰期且没有核磁矩的28Si同位素和/或(更差)30Si同位素或(更差)其它Si同位素。优选降低具有磁矩的Si同位素，例如29Si同位素的浓度。关于术语“基本上”的解释，我们参见上述解释。假如基板(D)或外延层(DEPI)未进行掺杂，特别是在硅材料的情况下，优选对基板(D)的至少部分和/或外延层(DEPI)的至少部分以及辐射损伤的清洁和修复借助于同位素20Te、122Te、124Te、126Te、128Te、130Te、46Ti、48Ti、50Ti、2C、14C、74Se、76Se、78Se、80Se、130Ba、132Ba、134Ba、136Ba、138Ba、32S、34S或36S再次实施n型掺杂，和/或借助于同位素10Be、102Pd、104Pd、106Pd、108Pd、110Pd、204Tl实施p型掺杂。因此，对于在量子点(NV)或核量子点(CI)的耦合区域中的掺杂，优选再次使用没有核磁矩的掺杂剂的同位素。在该耦合区域之外，可以使用通常具有核磁矩μ的常规掺杂剂(例如，B、AS、P、In、Ga等)。
在基于碳化硅的设备的情况下，这些过程包括提供基板(D)，特别是碳化硅晶圆，以及任选地沉积外延层(DEPI)，任选地已经进行了掺杂。除核量子点(CI)的同位素之外，基板(D)的表面(OF)下方的材料和/或外延层(DEPI)的材料优选基本上仅包括12C同位素和/或14C同位素以及28Si同位素和30Si同位素。在量子点(NV)或核量子点(CI)区域中，优先降低具有磁矩的C同位素，即，例如13C同位素的浓度。在量子点(NV)或核量子点(CI)的区域中，优选降低具有磁矩的Si同位素，例如29Si同位素的浓度。关于术语“基本上”的解释，我们参见上述解释。假如基板(D)或外延层(DEPI)未进行n型掺杂，特别是在碳化硅材料的情况下，优选再次进行基板(D)的至少部分和/或外延层(DEPI)的至少部分的掺杂以及辐射损伤的清洁和修复。对于在量子点(NV)或核量子点(CI)的耦合区域中的掺杂，优选使用没有核磁矩的掺杂剂的同位素。
然而，为了制造基板(D)或外延层(DEPI)中的核量子点(CI)，现在优选实施具有核磁矩μ的预定同位素的确定性单离子注入，用于制造在基板(D)或外延层(DEPI)的预定区域中的核量子点(CI)。优选地，选择这些同位素和单离子注入条件使得核量子点(CI)的制造同时导致量子点(NV)的制造。优选地，基板(D)或外延层(DEPI)的这些预定区域在它们的材料中基本上没有具有核磁矩μ的同位素，除了已经制造的可以与量子点(NV)或核量子点(CI)相互作用的核量子点(CI)以外。优选地，除核量子点和量子点的同位素之外，它们基本上仅包括一种同位素。关于术语“基本上”的解释，参见上述解释。优选地，在基板(D)或外延层(DEPI)的材料中同时产生量子点(NV)和核量子点。必要的是，量子点(NV)附近的核量子点(CI)的浓度不能太高并且可以与量子点(NV)耦合的量子点(NV)附近的这些核量子点(CI)距所讨论的量子点(NV)的距离是不同的，以便导致各个量子点(NV)和各个核量子点(CI)之间的不同的耦合强度，以及由此导致用于核量子点(CI)和量子点(NV)对的耦合的不同的共振频率。
然而，在金刚石作为基板(D)或外延层(DEPI)的材料的情况下，现在优选实施预定同位素的确定性单离子注入，以在金刚石基板(D)或外延金刚石层(DEPI)中产生核量子点(CI)，例如具有核磁矩的15N同位素，以产生顺磁中心作为量子点(NV)并且在基板(D)或外延层(DEPI)的预定区域中产生核量子点(CI)。优选地，除已经制造的核量子点(CI)以外，基板(D)或外延层(DEPI)的这些预定区域在它们的材料中基本上没有具有核磁矩μ的同位素。优选地，它们基本上仅包括没有核磁矩的12C同位素。优选地，它们基本上仅包括没有核磁矩的28Si同位素。优选地，除已经制造的核量子点(CI)以外，基板(D)或外延层(DEPI)的这些预定区域在它们的材料中基本上仅包括一种没有核磁矩μ的同位素种类，例如12C同位素。关于术语“基本上”的解释，参见上述解释。优选地，例如，通过注入15N同位素在金刚石材料中同时制造量子点(NV)和核量子点(CI)。优选地，通过15N氮或相应的其它氮原子的单离子注入来进行制造，以产生NV中心作为量子点(NV)，并且NV中心的氮原子可以在基板(D)或外延层(DEPI)的预定区域中作为核量子点(CQUB)。另外，还可以注入具有核磁矩μ的碳同位素，例如13C碳同位素，以创建可以与量子点(NV)，即NV中心耦合的额外的核量子点(CI)。然而，通过金刚石区域的同位素组成的不完全净化，在量子点(NV)的核-电子耦合范围内的相关区域中具有核磁矩μ的碳同位素的一部分也可以被用作另外的核量子点(CI)。例如，这些可以是具有核磁矩μ的13C同位素。然而，必要的是，它们的浓度不能太高并且它们与量子点(NV)的距离是不同的，以便导致核量子点(例如13C同位素的原子核)与量子点(即例如NV中心)之间的不同的耦合强度，以及由此导致不同的共振频率。
然而，在硅作为基板(D)或外延层(DEPI)的材料的情况下，现在优选实施预定同位素的确定性单离子注入，以在硅基板(D)或外延硅层(DEPI)中产生核量子点(CI)，例如具有核磁矩的13C同位素，从而产生顺磁中心作为量子点(NV)(例如G中心)并且在基板(D)或外延层(DEPI)的预定区域中产生核量子点(CI)。优选地，除已经制造的核量子点(CI)以外，基板(D)或外延层(DEPI)的这些预定区域在它们的材料中基本上没有具有核磁矩μ的同位素。优选地，它们基本上仅包括没有核磁矩的28Si同位素。优选地，除已经制造的核量子点(CI)以外，基板(D)或外延层(DEPI)的这些预定区域在它们的材料中基本上仅包括一种没有核磁矩μ的同位素种类，例如28Si同位素。关于术语“基本上”的解释，参见上述解释。优选地，例如，通过注入13C同位素在硅材料中同时制造量子点(NV)和核量子点(CI)。优选地，通过13C碳或相应的其它碳原子的单离子注入完成该制造，以产生G中心作为量子点(NV)，其中G中心的碳原子可以在基板(D)或外延层(DEPI)的预定区域中用作核量子点(CQUB)。另外，还可以注入具有核磁矩μ的硅同位素，例如29Si硅同位素，以创建可以与量子点(NV)，即G中心耦合的额外的核量子点(CI)。然而，通过硅区域的同位素组成的不完全净化，在量子点(NV)的核-电子耦合范围内的相关区域中具有核磁矩μ的硅同位素的部分也可以被用作额外的核量子点(CI)。例如，这些可以是具有核磁矩μ的29Si同位素。然而，必要的是，它们的浓度不能太高并且它们与量子点(NV)的距离是不同的，以便导致核量子点(即，例如29Si同位素的原子核)与量子点(即，例如G中心)之间的不同的耦合强度，以及由此导致不同的共振频率。
然而，在碳化硅作为基板(D)或外延层(DEPI)的材料的情况下，现在优选实施预定同位素的确定性单离子注入，用于在碳化硅基板(D)或外延碳化硅层(DEPI)中产生核量子点(CI)，例如没有磁核矩的28Si同位素或具有磁核矩的29Si同位素，用于产生顺磁中心作为量子点(NV)，例如VSi中心，并且在注入具有磁核矩的同位素的情况下，用于在基板(D)或外延层(DEPI)的预定区域中同时产生核量子点(CI)。对于碳化硅，VSi中心的制造也已经通过电子照射进行了报道。在本文中参见Junfeng Wang、Xiaoming Zhang、Yu Zhou、Ke Li、ZiyuWang、Phani Peddibhotla、Fucai Liu、Sven Bauerdick、Axel Rudzinski、Zheng Liu、Weibo Gao等人的文章“Scalable fabrication of single silicon vacancy defectarrays in silicon carbide using focused ion beam(使用聚焦离子束的碳化硅中的单硅空位缺陷阵列的可扩展制造)”ACS Photonics，2017年，4(5)，1054-1059页，DOI：10.1021/acsphotonics.7b00230，arXiv:1703.04479[quant-ph]。优选地，除已经制造的核量子点(CI)以外，其中进行量子点(NV)或核量子点(CI)的制造的基板(D)或外延层(DEPI)的预定区域在它们的材料中基本上没有具有核磁矩μ的同位素。优选地，它们基本上仅包括28Si同位素和12C同位素，它们都不具有核磁矩。因此，碳化硅优选为28Si12C。优选地，除已经制造的核量子点(CI)以外，基板(D)或外延层(DEPI)的这些预定区域在它们的材料中基本上仅包括一种没有核磁矩μ的同位素种类，例如28Si同位素和例如12C同位素。关于术语“基本上”的解释，参见上述解释。优选地，例如，通过优选在28Si12C碳化硅区域中以VSi中心形式注入具有核磁矩的29Si同位素在碳化硅材料中同时制造量子点(NV)和核量子点(CI)。优选地，通过29Si硅原子或相应的其它硅原子的单离子注入来进行该制造，以产生VSi中心作为量子点(NV)，其中VSi中心的硅原子可以在基板(D)或外延层(DEPI)的预定范围中用作核量子点(CQUB)。另外，还可以注入具有核磁矩μ的硅同位素，例如29Si硅同位素和/或具有核磁矩μ的碳同位素，例如13C碳同位素，以创建可以与量子点(NV)，即，VSi中心耦合的额外的核量子点(CI)。然而，通过碳化硅区域的同位素组成的不完全净化，在量子点(NV)的核-电子耦合范围内的相关区域中的具有核磁矩μ的硅同位素的剩余部分和/或具有核磁矩μ的碳同位素的剩余部分也可以用作额外的核量子点(CI)。这些可以是例如具有核磁矩μ的29Si同位素和/或例如具有核磁矩μ的13C同位素。然而，必要的是，它们的浓度不能太高并且它们与量子点(NV)的距离是不同的，以便导致核量子点(即，例如29Si同位素或13C同位素的原子核)与量子点(即，例如VSi中心)之间的不同的耦合强度，以及由此导致不同的共振频率。
为了完整起见，这里应该提到的是，通过在注入之前进行n型掺杂，当创建具有缺陷的顺磁中心时，已证明有效的是：通过提高费米能级增加电子密度在注入期间使已经处于形成阶段的缺陷带负电。这会导致在缺陷的扩散过程中发生变化。虽然基板(D)或外延层(DEPI)内的晶体中不带电缺陷倾向于聚集，从而大大降低顺磁中心的产量以及由此大大降低量子点(NV)的产量，有时甚至无法使用，但是n型掺杂会导致缺陷带负电荷，从而使缺陷相互排斥。这降低了聚集的可能性，并将产量提高到在技术上有用的值的范围。
为了完整起见，这里应该提到的是，代替各种变体中的碳化硅(例如，28Si12C)，第四主族元素的其它混合晶体连同分配给这些第四族混合晶体的顺磁中心也可以被考虑用于本文所公开的过程和设备。所有这些混合晶体通常具有比金刚石更小的带隙。示例包括硅化锗(GeSi)、硅化锡(SnSi)、碳化锗(GeC)、碳化锡(SnC)。甚至可以想到更复杂的三元和四元混合晶体，但由于篇幅限制，这里不再讨论。优选地，这些晶体至少在这些晶体的量子点和/或核量子点的区域中也基本上由没有核磁矩的同位素制成。这里类比地参见以上列出的同位素和术语“基本上”的解释。
优选地，在制造量子点(NV)和/或制造核量子点(CI)之后，再次进行清洁和温度处理以及注入的单一原子的功能、位置和T2时间的测量，并且如果有必要的话，在失败的情况下重复前面的两个步骤。
如前所述，欧姆接触被形成于基板(D)或外延层(DEPI)，水平线(LH1，LH2，LH3)以及如果有必要的话，水平屏蔽线(SH1，SH2，SH3，SH4)被制成，沉积至少一个或多个绝缘层(IS)并打开导通孔。进行水平屏蔽线(SH1，SH2，SH3，SH4)的制造，至少一个或多个绝缘层(IS)的沉积和导通孔的开口以及垂直线(LV1，LV2，LV3)以及如果有必要的话，垂直屏蔽线(SV1、SV2、SV3、SV4)的制造。如前所述，基本上有用于与基板(D)和/或外延层(DEPI)的接触的两种方法：首先，可以以通常属于第III主族或第V主族的常规掺杂剂掺杂基板(D)和/或外延层(DEPI)，并因此提供了形成欧姆接触的可能性。然而，由于这些标准掺杂剂在其稳定同位素中具有核磁矩，因此必须保持这些接触与量子点(NV)或核量子点(CI)的最小距离，该距离大于掺杂剂原子的核磁矩与核量子点(CI)之间的核-核耦合距离或者大于掺杂剂原子的核磁矩与量子点(NV)之间的核-电子耦合距离。其次，可以以没有核磁矩μ的同位素掺杂基板。对于金刚石，32S同位素特别适于进行n型掺杂。再次参见上面关于Si的n型掺杂和Si的p型掺杂的论述。对于绝缘体(IS)，如果它们到量子点(NV)的距离小于绝缘体(IS)的原子核与量子点(NV)之间的核-电子耦合距离，或者如果它们到核量子点(CI)的距离小于绝缘体(IS)的原子核与核量子点(CI)之间的核-核耦合距离，则再次优选使用没有磁核矩的同位素。
现在，我们想在这里给出一种用于制造核电子量子寄存器(CEQUREG)和/或量子比特(QUB)以及核量子比特(CQB)和/或量子点(NV)阵列以及核量子点(CI)阵列和/或量子比特(QUB)阵列以及核量子比特(CQUB)阵列的通用方法。它再次包括提供基板(D)，特别是基本上包括第IV主族的同位素的基板，以及任选地施加任选地已经进行掺杂的外延层(DEPI)，优选是n型掺杂。如果基板(D)或外延层(DEPI)未进行掺杂，则例如借助于离子注入，优选再次实施基板(D)的至少部分和/或外延层(DEPI)的至少部分的掺杂以及辐射损伤的清洁和修复。现在，优选执行预定同位素，特别是具有/或不具有核磁矩的同位素的确定性单离子注入，以在基板(D)或外延层(DEPI)的预定区域中产生顺磁中心作为量子点(NV)。可选择地，或与之前所述的确定性单离子注入一起地，可以执行原子核的具有磁矩的预定同位素的确定性单离子注入，用于在基板(D)或外延层(DEPI)的预定区域中制造核量子点(CI)。然后再次进行清洁和温度处理。同样优选地，进行注入的单一原子的功能、位置和T2时间的测量，并且如果有必要的话，重复前面的三个步骤。如前所述，该过程优选包括将欧姆接触制作于基板(D)或外延层(DEPI)，并且制作水平线(LH1，LH2，LH3)，以及如果有必要的话，水平屏蔽线(SH1，SH2，SH3，SH4)，进行绝缘层(IS)的沉积和导通孔的打开以及垂直线(LV1，LV2，LV3)以及如果有必要的话，垂直屏蔽线(SV1，SV2，SV3，SV4)的制造。如前所述，基本上存在用于制造与基板(D)和/或外延层(DEPI)的接触的两种方法：首先，可以以通常属于第III主族或第V主族的常规掺杂剂掺杂基板(D)和/或外延层(DEPI)，并因此提供了形成欧姆接触的可能性。然而，由于这些标准掺杂剂在其稳定同位素中具有核磁矩，因此必须保持这些接触与量子点(NV)或核量子点(CI)的最小距离，该距离大于掺杂剂原子的核磁矩与核量子点(CI)之间的核-核耦合距离或者大于掺杂剂原子的核磁矩与量子点(NV)之间的核-电子耦合距离。其次，可以以没有核磁矩μ的同位素掺杂基板。对于金刚石，32S同位素特别适于进行n型掺杂。再次参见上面关于Si的n型掺杂和Si的p型掺杂的论述。对于绝缘层(IS)，如果它们到量子点(NV)的距离小于绝缘层(IS)的原子核与量子点(NV)之间的核-电子耦合距离，或者如果它们到核量子点(CI)的距离小于绝缘层(IS)的原子核与核量子点(CI)之间的核-核耦合距离，则再次优选使用没有磁核矩的同位素。
现在我们想在这里给出一种用于制造金刚石中的核电子量子寄存器(CEQUREG)和/或量子比特(QUB)以及核量子比特(CQB)和/或量子点(NV)阵列以及核量子点(CI)阵列和/或量子比特(QUB)阵列以及核量子比特(CQUB)阵列的更具体的方法。它再次包括提供金刚石形式的基板(D)，以及任选地沉积外延层(DEPI)，其任选地优选已经进行了硫掺杂和/或n型掺杂。如果基板(D)或外延层(DEPI)未进行n型掺杂或硫掺杂，则优选执行基板(D)的至少部分和/或外延层(DEPI)的至少部分的硫注入和/或其它n型掺杂以及辐射损伤的清洁和修复。现在，优选地实施预定同位素，特别是例如金刚石中的14N氮和/或15N氮的确定性单离子注入，以在金刚石基板(D)或外延金刚石层(DEPI)的预定区域中产生作为量子点(NV)的顺磁中心，特别是例如在用作基板(D)的金刚石的预定区域中产生作为量子点(NV)的NV中心。可选择地或与上述确定性单离子注入一起地，可以实施具有原子核磁矩的预定同位素，特别是金刚石中的13C碳的确定性单离子注入，以在金刚石基板(D)或外延层(DEPI)的预定区域中产生核量子点(CI)，特别是在用作基板(D)的金刚石的预定区域中产生核量子点(CQUB)。然后再次进行清洁和温度处理。同样优选地，进行注入的单原子的功能、位置和T2时间的测量，并且如果有必要的话，重复前面的三个步骤。如前所述，该过程优选包括将欧姆接触制作于基板(D)或外延层(DEPI)，并且制作水平线(LH1，LH2，LH3)，以及(如果有必要的话)制作水平屏蔽线(SH1，SH2，SH3，SH4)，进行绝缘层(IS)的沉积和导通孔的打开以及垂直线(LV1，LV2，LV3)以及(如果有必要的话)垂直屏蔽线(SV1，SV2，SV3，SV4)的制造。这里参见前面的解释。
现在，我们想在这里给出用于制造硅中的核电子量子寄存器(CEQUREG)和/或量子比特(QUB)以及核量子比特(CQB)和/或量子点(NV)阵列以及核量子点(CI)阵列和/或量子比特(QUB)阵列以及核量子比特(CQUB)阵列的另一种更具体的方法。它再次包括提供硅晶体形式的基板(D)，并且任选地沉积外延层(DEPI)，其任选地优选已经进行了n型掺杂。参见上述关于硅的n型掺杂的论述。如果基板(D)或外延层(DEPI)未进行n型掺杂，则再次优选实施基板(D)的至少一部分和/或外延层(DEPI)的至少一部分的掺杂以及辐射损伤的清洁和修复，特别是优选地n型掺杂。现在，优选实施预定同位素，特别是例如硅中的12C碳和/或13C碳的确定性单离子注入，以在金刚石基板(D)或外延金刚石层(DEPI)的预定区域中产生作为量子点(NV)的顺磁中心，特别是例如在用作基板(D)的硅晶体的预定区域中产生作为量子点(NV)的G中心。可选择地或与上述确定性单离子注入一起地，具有原子核磁矩的预定同位素，特别是29Si硅到硅晶体中的确定性单离子注入可以用于制造在硅基板(D)或外延层(DEPI)的预定区域中的核量子点(CI)，特别是用于在用作基板(D)的硅晶体的预定区域中产生核量子点(CQUB)。然后再次进行清洁和温度处理。同样优选地，进行注入的单原子的功能、位置和T2时间的测量，并且如果有必要的话，重复前面的三个步骤。如前所述，该过程优选包括将欧姆接触制作于基板(D)或外延层(DEPI)，并且制作水平线(LH1，LH2，LH3)以及可能的水平屏蔽线(SH1，SH2，SH3，SH4)，进行绝缘层(IS)的沉积和导通孔的打开，以及垂直线(LV1，LV2，LV3)和(如果有必要的话)垂直屏蔽线(SV1，SV2，SV3，SV4)的制造。如前所述，基本上存在用于制造与基板(D)和/或外延层(DEPI)的接触的两种方法：首先，可以以高掺杂的形式用通常属于第III主族或第V主族的常规掺杂剂掺杂基板(D)和/或外延层(DEPI)，并因此提供了形成欧姆接触的可能性。然而，由于这些标准掺杂剂在其稳定同位素中具有核磁矩，因此必须保持这些接触与量子点(NV)或核量子点(CI)的最小距离，该距离大于大于掺杂剂原子的核磁矩与核量子点(CI)之间的核-核耦合距离或者大于掺杂剂原子的核磁矩与量子点(NV)之间的核-电子耦合距离。其次，可以以没有核磁矩μ的同位素掺杂基板。对于硅，32S同位素特别适于n型掺杂。再次参见上面关于Si的n型掺杂和Si的p型掺杂的评论。对于绝缘层(IS)，如果它们到量子点(NV)的距离小于绝缘层(IS)的原子核与量子点(NV)之间的核-电子耦合距离，或者如果它们到核量子点(CI)的距离小于绝缘层(IS)的原子核与核量子点(CI)之间的核-核耦合距离，则优选使用没有磁核矩的同位素。优选地，绝缘体(IS)是具有基本上没有核磁矩μ的同位素的二氧化硅。特别地，28Si16O2适合作为绝缘体(IS)。
量子汇编
量子计算机的操作需要控制装置(μC)的适当的微码编程。在前面的部分中，已经提出了用于以预定方式操纵量子计算机的各种组件的各种程序和程序步骤。这些量子操作中的每个都可以以操作员代码来表示。
因此，建议至少提供以下示例性微代码：
根据特征422至424的程序可以由上述操作组成。可以想到通过可能的变体提供另外的操作。此外，允许常见的汇编指令，如跳转、分支、条件跳转、程序计数操纵、移动操作、加法操作、移位操作(左右)、反转、位操纵、子程序调用、堆栈操作、堆栈指针操作等。
对某些常用的助记符序列进行硬编码以及为它们提供单独的助记符也是有用的。
相应的信号序列优选被存储在控制装置(μC)的优选非易失性程序存储器中。
控制装置(μC)的存储器则优选包括量子点和核量子点的共振频率和它们的耦合以及将要驱动的相关水平线和垂直线的表格，以及相关联的拉比频率和施加到水平线和垂直线的电位(如果存在的话)，或者将要注入的使共振频率失谐的DC电流(如果存在的话)。这些数据允许控制装置(μC)选择性地和具体地寻址和操纵量子点、核量子点、两个和可能更多的量子点的对、量子点和核量子点的对以及可能更复杂的结构。
程序，即Q汇编程序，将人类可读文本形式的控制代码翻译成由控制装置(μC)按需执行的二进制代码序列，使得控制装置(μC)则可以选择性地和具体地寻址和操纵量子点、核量子点、两个和可能更多的量子点的对、量子点和核量子点的对以及可能更复杂的结构的量子信息。在这种量子汇编语言的帮助下，则能够为量子计算机开发更复杂的程序来操作设备并为软件开发提供简单的接口。控制装置(μC)执行微代码。在所提出方案的意义上的微代码是在一侧由控制装置(μC)经由数据总线(DB)从外部监控计算机(ZSE)接收的给定的二进制代码-量子汇编代码-与用于控制线、激光器和用于读出电路的具体信号序列和相应波形之间的连接。在这个意义上，控制装置(μC)的控制单元功能可相比于传统处理器的微码编程。控制装置(μC)优选具有存储在其存储器中的量子计算机程序。量子计算机程序由位于控制装置(μC)的存储器中的二进制形式的量子汇编代码序列组成。控制装置(μC)执行存储在控制装置(μC)的存储器中的二进制量子汇编代码，并且取决于这些优先二进制代码，在其它装置(CBA，HD1，HD2，HD3，VD1，VS1，HS1，HS2，HS3，LEDDR，LED，CBB)的帮助下在垂直线和水平线上生成信号(同样参见图23)。这使得能够在本文公开的硬件上开发量子计算机软件。
量子计算机系统
外部监控计算机可以经由传统数据总线寻址多个优选相同构造的量子计算机。外部常规监控计算机则与多个量子计算机一起形成量子计算机系统。优选地，量子计算机系统的量子计算机如本文所述构造。本文所述的量子计算机的结构具有非常紧凑且非常便宜的优点。例如，当使用金刚石作为基板(D)或外延层(DEPI)的材料并且使用NV中心作为量子点(NV)时，量子计算机系统的量子计算机可以在室温下运行。优选地，非常大量的量子计算机被用于量子计算系统。优选地，所有量子计算机具有相同的结构。例如，它们可以如图23的量子计算机那样构造。优选地，量子计算机系统的所有量子计算机同时执行相同的操作。由于核量子点和量子点的具体实现方式在量子计算机之间是不同的，因此可能存在细微差异。重要的是，量子计算机以功能等效的方式运行。然而，并非所有的量子计算机在执行量子操作时都会得出相同的结果，因为量子计算机仅以一定的概率计算某些结果。这里，可以利用量子计算机系统(QUSYS)中的大量量子计算机(也参见图38)。由于所有量子计算机以相同的方式并行工作，因此量子计算机通常会计算出正确的结果。量子计算机系统(QUSYS)的外部监控计算机(图38中的中央控制设备(CSE))经由数据线向相关的所有量子计算机查询由所有量子计算机以相同方式执行的量子操作的更长序列的结果。在图38中为中央控制设备(CSE)的外部监控计算机根据量子计算机系统(QUSYS)的量子计算机的计算频率评估所有结果。量子计算机系统(QUSYSS)的外部监控计算机使用统计方法从量子计算机的结果中计算出最可能的结果，并将其选为有效的中间结果。然后，量子计算机系统(QUSYS)的在图38中为中央控制单元(CSE)的外部监督计算机将该有效的中间结果传送到所有量子计算机，并使它们首先复位它们各自的具有量子ALU的量子总线，然后调整布洛赫(Bloch)矢量，以便它们对应于中间结果。之后，量子计算机则执行量子操作的下一个更长的序列，直到又获得第二中间结果，然后由量子计算机系统(QUSYS)的在图38中为中央控制设备(CSE)的外部监控计算机执行下一个纠错循环。
因此，这种量子计算机系统(QUSYS)的特征在于以下事实，其包括量子计算机系统(QUSYS)的在图38中为中央控制设备(CSE)的常规外部监控计算机，该外部监控计算机经由一个或多个优选传统数据总线(DB)与量子计算机系统(QUSYS)的量子计算机(图38中的QUA1至QUA16)通信。数据总线可以是任何类型的常规数据传输链路。优选地，量子计算机系统(QUSYS)中的量子计算机的数目大于5台，更好地大于10台，更好地大于20台，更好地大于50台，更好地大于100台，更好地大于200台，更好地大于500台，更好地大于100台，更好地大于200台，更好地大于500台，更好地大于1000台，更好地大于2000台，更好地大于5000台，更好地大于10000台，更好地大于20000台，更好地大于50000台，更好地大于100000台，更好地大于200000台，更好地大于50000台，更好地大于1000000台。这里，作为量子计算机系统(QUSYS)的一部分的量子计算机越多，纠错分辨率越高。优选地，各量子计算机(QUC1至QUC16)包括控制装置(μC)，每个控制装置(μC)经由一条数据总线(DB)或数条优选传统数据总线(DB)与量子计算机系统(QUSYS)的在图38中为中央控制装置(ZSE)的外部监控计算机通信。优选地，各量子计算机包括适于操纵和可能控制其量子点(NV)和/或其核量子点和/或量子点对和/或量子点和核量子点对的状态的量子计算机(QUC1至QUC16)装置。此外，这些量子计算机(QUC1至QUC16)的量子计算机分别优选具有用于产生“绿光”形式的激发辐射的装置(LED，LEDDRV)。如果有必要的话，也可以为量子计算机系统(QUSYS)的一台或多台或所有量子计算机集中执行“绿光”的该产生。在后一种情况下，与图23不同，相关联的光源(LED)则由量子计算机系统(QUSYS)的外部监控计算机来控制。在图38中，量子计算机系统(QUSYS)的外部监控计算机对应于中央控制单元(CSE)。
为了使量子计算机(QUC)能够执行指令，量子计算机(QUC)优选包括所述控制装置(μC)。因此，控制装置(μC)应当适于并且被排列成经由所述数据总线(DB)接收例如命令和/或代码和/或代码序列。然后，控制装置(μC)优选根据这些接收到的命令和/或接收到的代码和/或接收到的代码序列，使量子计算机(QUC)执行以下量子操作中的至少一者：MFMW、MFMWEE、MFMWCE、MFRWCC、FRWCC、RESQB、RESQBR、RESQRCE、MQBP、MCBP、SMQB、KQBQB、KQBCB、CNQBCBA、CNQBCBB、CNQBCBC、VQB、SCNQB。为此，根据接收到的命令，所述控制装置(μC)在m条垂直线(LV，LV1至LVm)(其中m是正整数)、n条水平线(LH，LH1至LHn)(其中n是正整数)以及相关的屏蔽线上生成并调制适当的控制信号，以及用于控制一个光源(LED)或多个光源(LED)。另外，控制装置(μC)如果有必要的话检测光电流(Iph)，并且如果有必要的话控制引出电压(Vext)。
这导致了本文提出的用于操作量子计算机的合适方法：
在第一步骤中，提供第一文件，在下文中被称为源代码。优选地，源代码由源代码中以有序序列排列的符号组成。在这种情况下，将预定的字符串分配给控制装置(μC)可以执行的基本操作，在下文中被称为量子汇编指令。优选地，这些量子汇编指令包括已经提到的量子计算机(QUC)的量子操作的至少一些，优选是量子操作的全部，即，特别是量子操作MFMW、MFMWEE、MFMWCE、MFRWCC、FRWCC、RESQB、RESQBR、RESQRCE、MQBP、MCBP、SMQB、KQBQB、KQBCB、CNQBCBA、CNQBCBB、CNQBCBC、VQB、SCNQB。然而，优选地，量子汇编指令还包括传统计算机已知的汇编指令。
例如，这种量子汇编指令可以是可以在FPGA中容易实现的6502处理器的指令：
然而，这个列表只是可能的量子汇编命令的示例。各助记符都分配有特定的唯一值，其在下文中被称为操作码(OP码)，用于对控制装置(μC)的相关操作进行编码。此外，各量子操作，特别是与助记符MFMW、MFMWEE、MFMWCE、MFRWCC、FRWCC、RESQB、RESQBR、RESQRCE、MQBP、MCBP、SMQB、KQBQB、KQBCB、CNQBCBA、CNQBCBB、CNQBCBC、VQB、SCNQB相对应的量子操作通常被分配这种特定的唯一值，即，在这种情况下，被分配OP码和具体的量子OP码。如果控制装置(μC)在执行程序时发现这种预定值，控制装置就会根据OP码执行相关操作。如果找到的值借助于量子OP码对量子操作进行编码，则控制装置(μC)执行分配给该量子OP码的量子操作，其助记符被分配给相关的量子操作码。
除了可能的运算和量子操作的助记符之外，源代码还包括符号串形式的数据。在第二步骤中，数据处理器将源代码转换为第二文件，在下文中被称为二进制文件。二进制文件包括值的有序序列。这些值中的一些因此优选对应于源代码的各个助记符的OP码和量子OP码。另外，二进制文件可能包括在源代码中编码为字符串的数据。如果适用的话，源代码还包括用于控制数据处理系统执行该第二步骤的控制命令。
借助于通常包括量子计算机(QUC)的数据总线(DB)的数据链路和/或数据载体，在第三步骤中将二进制文件传输到控制装置(μC)的存储器。
在第四步骤中，使控制装置(μC)开始执行存储器中的预定位置处的OP码和量子OP码。在这个过程中，OP码和量子OP码可以被分配OP码和/或量子OP码的执行所依赖的数据。在量子OP码的情况下，与量子OP码相关联的这种数据可以是例如以上提到的量子OP码参数。
在第五步骤中，如果提供有的话，则执行用于OP码的OP码，直到发现停止命令为止。OP码也可以是量子OP码。
传感器系统
提出的装置和本文提出的方法也可以被用作传感器系统。优选地，磁场，即，磁通量密度B的可测量值和/或磁场强度H的值则不再稳定。然后，与环境的相互作用由控制装置(μC)借助于量子点来检测，并经由数据总线(DB)评估和传递。因此，传感器系统也明确地被包含在权利要求中。
在这种传感器系统中，量子点(NV)的荧光辐射的强度值和/或由量子点(NV)在用“绿光”照射，即适于所讨论的量子点(NV)的激发辐射时产生的光电流值被检测并作为测量值输出。这里，利用了量子点(NV)的荧光辐射的强度值和/或由量子点(NV)在用“绿光”照射，即适于所讨论的量子点(NV)的激发辐射时产生的光电流值通常取决于外部物理参数。该外部物理参数可以是例如在量子点(NV)的顺磁中心位置处的磁通量密度B，或者温度，或者电通量密度，或者包括量子点(NV)的器件的速度或其加速度，或者重力场强度，或者旋转速度，或者旋转加速度。如果需要的话，以这种方式获得的值然后可以在评估装置(μC)的任何后处理之后输出作为相关的外部物理参数的当前值的测量值。
附图列表
图1示出了量子比特(QUB)。
图2示出了核量子比特(CQUB)。
图3示出了量子寄存器(QUREG)。
图4示出了核-核量子寄存器(CCQUREG)。
图5示出了核-电子量子寄存器(CEQUREG)。
图6示出了核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)。
图7示出了具有第二垂直屏蔽线(SV2)的量子寄存器(QUREG)。
图8示出了具有第二垂直屏蔽线(SV2)和第一垂直屏蔽线(SV1)和第三垂直屏蔽线(SV3)的量子寄存器(QUREG)。
图9示出了具有勇于光电子的电气读出的接触(KHa,KHb,KVa)的量子比特(QUB)以及量子比特(QUB)的符号表示。
图10示出了具有三个量子比特(QUB1,QUB2,QUB3)的一维量子寄存器(QREG1D)的符号表示。
图11示出了具有三个量子比特(CQUB1,CQUB2,CQUB3)的一维核量子寄存器(CCQREG1D)的符号表示。
图12示出了具有九个量子点(NV11至NV33)的二维量子寄存器(QREG2D)的符号表示。
图13示出了具有九个核量子点(CI11至CI33)的二维核量子寄存器(CCQREG2D)的符号表示。
图14图示了用于分别在量子点(NV)和核量子点(CI)的位置处产生圆极化电磁场的具有+/-π/2相移的水平电流(IH)的水平电流分量和垂直电流(IV)的垂直电流分量的示例性时间幅度曲线。
图15使用具有第一垂直屏蔽线(SV1)和第二垂直屏蔽线(SV2)的量子比特(QUB)的示例示出了最优电流。
图16使用具有第一水平屏蔽线(SH1)和第二水平屏蔽线(SH2)的量子比特(QUB)的示例示出了最优电流。
图17示出了具有屏蔽线和共用的第一垂直驱动线的三位量子寄存器或核量子寄存器的符号表示。
图18示出了具有屏蔽线和用于读出光电子的接触的二维3×3位量子寄存器或核量子寄存器的符号表示。
图19示出了具有共用的第一水平线(LH1)、几条屏蔽线和两个量子点(NV1，NV2)的示例性两位量子寄存器(QUREG)。
图20示出了具有共用的第一水平线(LH1)、几条屏蔽线和两个量子ALU(QUALU1，QUALU2)的示例性两位核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)。
图21用于解释量子总线操作。
图22以高度简化的形式示出了平面图中的示例性五位量子寄存器的布置示例。
图23示出了具有示例性示意性指示的三位量子寄存器(其能够被例如具有三个量子ALU的三位核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)替换)的示例性量子计算机的框图。
图24示出了具有两个量子ALU(QUALU1，QUALU2)的核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的示例性符号水平布置。
图25示出了具有四个量子ALU(QUALU1，QUALU2，QUALU3，QUALU4)的核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的示例性符号水平布置。
图26示出了具有跨过角部的四个量子ALU(QUALU11，QUALU12，QUALU13，QUALU23)的核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的示例性符号水平布置。
图27示出了具有作为分支的五个量子ALU(QUALU11，QUALU12，QUALU13，QUALU14，QUALU23)的核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的示例性符号水平布置。
图28示出了具有作为环的八个量子ALU(QUALU11，QUALU12，QUALU13，QUALU21，QUALU23，QUALU31，QUALU32，QUALU33)的核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的示例性符号水平布置。
图29示出了可以被放置在基板(D)内部或外延层(DEPI)内部的器件，并且其因此可以被用于前述装置中，其中在基板(D)或外延层(DEPI)的材料中制造了被用作“绿光”的光源(LED)的辐射源(PL1)。
图30示出了具有基板(D)的图1的简化装置，该基板(D)具有分别作为量子点(NV)的一个或多个顺磁中心，并且在NV中心作为顺磁中心(NV1)的情况下优选为金刚石，在G中心的情况下优选为硅，在VSi中心的情况下优选为碳化硅，基板(D)中的量子点(NV)与线(LH)相互作用，该线(LH)被放置并固定在基板(D)的表面(OF)上并且优选例如通过绝缘体(IS)与基板(D)电绝缘，这是由于与当电流(IH)流过线(LH)该线(LH)的磁场的第一距离(d1)非常小，优选小于100nm。
图31示出了在例如硅或碳化硅的半导体基板(D)的半导体材料中的作为量子点(NV)的顺磁中心与该材料中的MOS晶体管(MOS)的组合，其中水平屏蔽线(SH1，SH2)代表源极和漏极接触，第一水平线(LH1)形成MOS晶体管(MOS)的栅极并且通过栅极氧化物与基板(D)的材料绝缘。“绿光”(LB)形式的泵浦辐射由中心(PZ)产生。
图32示出了具有用于提取作为量子点(NV)的顺磁中心的光电流(IPh)的装置的基板(D)的结构。
图33示出了量子ALU形式的图20的子装置，其中子装置是晶体管。
图34示出了作为示例具有八个量子比特(NV1至NV8)的基板(D)表面的简化俯视图，这些量子比特被排列并且被表示为在垂直线上等间隔的黑色圆圈。
图35对应于图34，不同之处在于未设置水平屏蔽线。
图36示出了安装在类似于图23的控制系统中的图35的基板。
图37在简化示意图中从上方示出了作为量子计算机而进行操作的示例性晶体管。
图38示出了具有示例性中央控制单元(CSE)的示例性量子计算机系统(QUSYS)。
附图说明
图1
图1示出了示例性量子比特(QUB)。基板(D)具有底面(US)。特别优选的是由金刚石或硅或碳化硅或元素周期表的第IV主族的另一种元素或元素周期表的第IV主族的元素混合晶体制成的基板。优选地，基板(D)的同位素基本上没有核磁矩μ。外延层(DEPI)被沉积在基板(D)上以改善电子特性。优选地，基板(D)和/或外延层(DEPI)基本上仅包含没有核磁矩μ的同位素。优选地，基板(D)和/或外延层(DEPI)基本上仅包含一种同位素类型的同位素而没有核磁矩μ。基板(D)和外延层(DEPI)的封装具有表面(OF)。水平传导(LH)被沉积在表面(OF)上，以水平调制调制的水平电流(IH)流经该表面。表面(OF)和水平线(LH)被绝缘体(IS)覆盖。如果有必要的话，水平线(LH)和表面(OF)之间还有另外的绝缘体，以使水平线电隔离。垂直线(LV)被施加在绝缘体(IS)上，以垂直调制调制的垂直电流(IV)流经该绝缘体。水平线(LH)和垂直线(LV)优选彼此电绝缘。优选地，水平线(LH)和垂直线(LV)之间的角度α是直角。水平线(LH)和垂直线(LV)在虚拟垂线(LOT)穿过表面(OF)的通过点(LOTP)处相交。优选地，在交叉点(LOTP)正下方，量子点(NV)位于外延层(DEPI)中表面(OF)下方的第一距离(d1)处。例如，在金刚石作为外延层(DEPI)的材料的情况下，量子点(NV)可以是NV中心。在硅作为外延层(DEPI)的材料的情况下，量子点(NV)可以是例如G中心。在碳化硅作为外延层(DEPI)的材料的情况下，量子点(NV)可以是例如VSi中心。如果垂直电流(IV)的垂直调制相对于水平电流(IH)的水平调制偏移了+/-π/2，则在量子点(NV)的位置处产生旋转磁场(BNV)，例如，其影响了量子点(NV)。这可以被用于操纵量子点(NV)。这里，选择频率使得量子点(NV)与旋转磁场(BNV)共振。脉冲的持续时间则决定了量子信息的旋转角度。偏振方向决定了方向。
图2
图2示出了核量子比特(CQUB)。其对应于图1，不同之处在于图1的量子点(NV)被优选由具有磁性核自旋的同位素形成的核量子点(CI)替换。在金刚石作为外延层(DEPI)的材料的情况下，核量子点(CI)可以是例如13C同位素。在硅作为外延层材料(DEPI)的情况下，核量子点(CI)可以是例如29Si同位素。在碳化硅作为外延层材料(DEPI)的情况下，核量子点(CI)可以是例如29Si同位素或13C同位素。
图3
图3示出了具有第一量子比特(QUB1)和第二量子比特(QUB2)的示例性量子寄存器(QUREG)。量子寄存器(QUREG)的量子比特(QUB1，QUB2)具有共用基板(D)和共用外延层(DEPI)。第一量子比特(QUB1)的水平线是水平线(LH)。在本示例中，第二量子比特(QUB2)的水平线也是水平线(LH)。第一量子比特(QUB1)的垂直线是第一垂直线(LV1)。第二量子比特(QUB2)的垂直线是第二垂直线(LV2)。水平线(LH)和第一垂直线(LV1)优选在优选位于表面下方的第一距离(d1)处的第一量子点(NV1)上方优选以直角(α11)相交。优选地，水平线(LH)和第二垂直线(LV2)在优选在表面下方第二距离(d2)处的第二量子点(NV2)上方优选以直角(α12)相交。优选地，第一距离(d1)和第二距离(d2)彼此相似。对于金刚石中的NV中心，这些距离(d1，d2)优选为10nm至20nm。对于硅中的G中心，这些间距(d1，d2)也优选为10nm至20nm。对于碳化硅中的VSi中心，这些间距(d1，d2)也优选为10nm至20nm。以水平调制调制的水平电流(IH)流过水平线(LH)。由以第一垂直调制调制的第一垂直电流(IV1)流过第一垂直线(LV1)。由以第二垂直调制调制的第二垂直电流(IV2)流过第二垂直线(LV2)。第一量子点(NV1)与第二量子点(NV2)间隔距离(sp12)。
图4
图4示出了具有第一核量子比特(CQUB1)和第二核量子比特(CQUB2)的示例性核-核量子寄存器(CCQUREG)。图4对应于图3，除了第一量子点(NV1)被第一核量子点(CI1)替换，并且第二量子点(NV2)被第二核量子点(CI2)替换。第一核量子点(CI1)与第二核量子点(CI2)间隔距离(sp12’)。
图5
图5示出了示例性核电子量子寄存器(CEQUREG)。与图1相比，图1的量子点(NV)现在被量子点(NV)和核量子点(CI)的组合替换。这种组合也是量子ALU(QUALU)的最简单形式。量子点(NV)位于基板(D)或外延层(DEPI)中表面(OF)下方的距离(d1)处。因此，核量子点(NV)位于基板(D)或外延层(DEPI)中表面(OF)下方的距离(d1’)处。距离(d1，d1’)优选近似地相等。
图6
图6示出了示例性核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)。其在很大程度上对应于图3、图4和图5的组合。与图3相比，图6的量子点(NV1，NV2)现在分别被量子点(NV)和核量子点(CI)的组合替换。这是具有第一量子ALU(NV1，CI1)和第二量子ALU(NV2，CI2)的量子总线(QUBUS)的最简单形式。这里，第一核量子点(CI1)和第二核量子点(CI2)可以使用第一量子点(NV1)和第二量子点(NV2)相互纠缠。这里，第一量子点(NV1)和第二量子点(NV2)优选被用于传输依赖关系，并且第一核量子点(CI1)和第二核量子点(CI2)被用于计算和存储。这里利用的是，量子点(NV1，NV2)相互耦合的范围大于核量子点(CI1，CI2)相互耦合的范围，并且核量子点(CI1，CI2)的T2时间比量子点(NV1，NV2)的更长。通常，第一核量子点(CI1)和第二量子点(NV2)之间的距离大于电子-核耦合距离，使得第一核量子点(CI1)的状态不会影响第二量子点(NV2)的状态，并且第二量子点(NV2)的状态不会影响第一核量子点(CI1)的状态。通常，第二核量子点(CI2)和第一量子点(NV1)之间的距离大于电子-核耦合距离，使得第二核量子点(CI2)的状态不会影响第一量子点(NV1)的状态，并且第一量子点(NV1)的状态不会影响第二核量子点(CI2)的状态。通常，第一量子点(NV1)和第二量子点(NV2)之间的距离小于电子-电子耦合距离，使得第一量子点(NV1)的状态可以影响第二量子点(NV2)的状态，并且第二量子点(NV2)的状态可以影响第一量子点(NV1)的状态。
图7
图7示出了具有第二垂直屏蔽线(SV2)的图3的示例性量子寄存器(QUREG)。如果需要的话，该技术教示也可以应用于图4和6的寄存器。屏蔽线允许注入另一个电流，以通过向垂直和水平线通电来改善操作执行期间的量子点的选择。
图8
图8示出了具有第二垂直屏蔽线(SV2)和具有第一垂直屏蔽线(SV1)以及具有第三垂直屏蔽线(SV3)的示例性量子寄存器(QUREG)。如果需要的话，该技术教示也可以应用于图4和6的寄存器。额外的屏蔽线允许注入更多电流，以通过向垂直和水平线通电来改善操作执行期间的量子点的选择。两条额外线可以进行更好的调整。
图9
图9示出了具有用于电读出光电流(IPh)形式的光电子和量子比特(QUB)的符号表示的示例性接触(KHa，KHb，KVa)的示例性量子比特(QUB)。符号表示将量子点(NV)显示为中心的圆圈，并且将水平线(LH)显示为水平线并将垂直线(LV)显示为垂直线。下面使用该示例性符号表示来说明量子比特、核量子比特和量子ALU的更复杂的相互连接的构造。
图10
图10示出了具有三个量子比特(QUB1，QUB2，QUB3)的示例性一维量子寄存器(QREG1D)的示例性符号表示。
示例性一维量子寄存器(QREG1D)的第一量子比特(QUB1)包括第一水平线(LH1)和第一垂直线(LV1)以及第一行和第一列的第一量子点(NV11)。
示例性一维量子寄存器(QREG1D)的第二量子比特(QUB2)包括第一水平线(LH1)和第二垂直线(LV2)以及第二列和第一行的第二量子点(NV21)。
示例性一维量子寄存器(QREG1D)的第三量子比特(QUB3)包括第一水平线(LH1)和第三垂直线(LV3)以及第三列和第一行的第三量子点(NV31)。
第一水平线(LH1)被第一水平电流(IH1)通电。
第一垂直线(LV1)被第一垂直电流(IV1)通电。
第二垂直线(LV2)被第二垂直电流(IV2)通电。
第三垂直线(LV3)被第三垂直电流(IV3)通电。
图11
图11示出了具有三个核量子比特(CQUB1，CQUB2，CQUB3)的示例性一维核量子寄存器(CCQREG1D)的示例性符号表示。
示例性一维核量子寄存器(CCQREG1D)的第一核量子比特(CQUB1)包括第一水平线(LH1)和第一垂直线(LV1)以及第一行和第一列的第一核量子点(CI11)。
示例性一维核量子寄存器(CCQREG1D)的第二核量子比特(CQUB2)包括第一水平线(LH1)和第二垂直线(LV2)以及第二列和第一行的第二核量子点(CI21)。
示例性一维核量子寄存器(CCQREG1D)的第三核量子比特(CQUB3)包括第一水平线(LH1)和第三垂直线(LV3)以及第三列和第一行的第三核量子点(CI31)。
第一水平线(LH1)被第一水平电流(IH1)通电。
第一垂直线(LV1)被第一垂直电流(IV1)通电。
第二垂直线(LV2)被第二垂直电流(IV2)通电。
第三垂直线(LV3)被第三垂直电流(IV3)通电。
图12
图12示出了具有三乘三个量子比特(QUB11，QUB12，QUB13，QUB21，QUB22，QUB23，QUB31，QUB32，QUB33)和相关联的三乘三个量子点(NV11，NV12，NV13，NV21，NV22，NV23，NV31，NV32，NV33)的示例性二维量子寄存器(QREG2D)的示例性符号表示。
第一行和第一列中的示例性一维量子寄存器(QREG1D)的量子比特(QUB11)包括第一水平线(LH1)和第一垂直线(LV1)以及第一行和第一列的量子点(NV11)。
第一行和第二列中的示例性一维量子寄存器(QREG1D)的量子比特(QUB12)包括第一水平线(LH1)和第二垂直线(LV2)以及第一行和第二列的量子点(NV12)。
第一行和第三列中的示例性一维量子寄存器(QREG1D)的量子比特(QUB13)包括第一水平线(LH1)和第三垂直线(LV3)以及第一行和第三列的量子点(NV13)。
第二行和第一列中的示例性一维量子寄存器(QREG1D)的量子比特(QUB21)包括第二水平线(LH2)和第一垂直线(LV1)以及第二行和第一列的量子点(NV21)。
第二行和第二列中的示例性一维量子寄存器(QREG1D)的量子比特(QUB22)包括第二水平线(LH2)和第二垂直线(LV2)以及第二行和第二列的量子点(NV22)。
第二行和第三列中的示例性一维量子寄存器(QREG1D)的量子比特(QUB23)包括第二水平线(LH2)和第三垂直线(LV3)以及第二行和第三列的量子点(NV23)。
第三行和第一列中的示例性一维量子寄存器(QREG1D)的量子比特(QUB31)包括第三水平线(LH3)和第一垂直线(LV1)以及第三行和第一列的量子点(NV31)。
第三行和第二列中的示例性一维量子寄存器(QREG1D)的量子比特(QUB32)包括第三水平线(LH3)和第二垂直线(LV2)以及第三行和第二列的量子点(NV32)。
第三行和第三列中的示例性一维量子寄存器(QREG1D)的量子比特(QUB33)包括第三水平线(LH3)和第三垂直线(LV3)以及第三行和第三列的量子点(NV33)。
第一水平线(LH1)被第一水平电流(IH1)通电。
第二水平线(LH2)被第二水平电流(IH2)通电。
第三水平线(LH3)被第三水平电流(IH3)通电。
第一垂直线(LV1)被第一垂直电流(IV1)通电。
第二垂直线(LV2)被第二垂直电流(IV2)通电。
第三垂直线(LV3)被第三垂直电流(IV3)通电。
图13
图13示出了具有三乘三个核量子比特(CQUB11，CQUB12，CQUB13，CQUB21，CQUB22，CQUB23，CQUB31，CQUB32，CQUB33)和相应的三乘三个核量子点(CI11，CI12，CI13，CI21，CI22，CI23，CI31，CI32，CI33)的二维核量子寄存器(CCQREG2D)的符号表示。
第一行和第一列中的示例性一维核量子寄存器(CCQREG2D)的核量子比特(CQUB11)包括第一水平线(LH1)和第一垂直线(LV1)以及第一行和第一列的核量子点(CI11)。
第一行和第二列中的示例性一维核量子寄存器(CCQREG2D)的核量子比特(CQUB12)包括第一水平线(LH1)和第二垂直线(LV2)以及第一行和第二列的核量子点(CI12)。
第一行和第三列中的示例性一维核量子寄存器(CCQREG2D)的核量子比特(CQUB13)包括第一水平线(LH1)和第三垂直线(LV3)以及第一行和第三列的核量子点(CI13)。
第二行和第一列中的示例性一维核量子寄存器(CCQREG2D)的核量子比特(CQUB21)包括第二水平线(LH2)和第一垂直线(LV1)以及第二行和第一列的核量子点(CI21)。
第二行和第二列中的示例性一维核量子寄存器(CCQREG2D)的核量子比特(CQUB22)包括第二水平线(LH2)和第二垂直线(LV2)以及第二行和第二列的核量子点(CI22)。
第二行和第三列中的示例性一维核量子寄存器(CCQREG2D)的核量子比特(CQUB23)包括第二水平线(LH2)和第三垂直线(LV3)以及第二行和第三列的核量子点(CI23)。
第三行和第一列中的示例性一维核量子寄存器(CCQREG2D)的核量子比特(CQUB31)包括第三水平线(LH3)和第一垂直线(LV1)以及第三行和第一列的核量子点(CI31)。
第三行和第二列中的示例性一维核量子寄存器(CCQREG2D)的核量子比特(CQUB32)包括第三水平线(LH3)和第二垂直线(LV2)以及第三行和第二列的核量子点(CI32)。
第三行和第三列中的示例性一维核量子寄存器(CCQREG2D)的核量子比特(CQUB33)包括第三水平线(LH3)和第三垂直线(LV3)以及第三行和第三列的核量子点(CI33)。
第一水平线(LH1)被第一水平电流(IH1)通电。
第二水平线(LH2)被第二水平电流(IH2)通电。
第三水平线(LH3)被第三水平电流(IH3)通电。
第一垂直线(LV1)被第一垂直电流(IV1)通电。
第二垂直线(LV2)被第二垂直电流(IV2)通电。
第三垂直线(LV3)被第三垂直电流(IV3)通电。
图14
图14示出了用于分别在量子点(NV)和核量子点(CI)的位置处产生圆极化电磁场的具有+/-π/2相移的作为时间(t)函数的水平电流(IH)的水平电流分量和垂直电流(IV)的垂直电流分量的示例性时间幅度曲线。
图15和16
图15和16被用于说明最佳电流。首先将讨论图15。使用具有第一垂直屏蔽线(SV1)和第二垂直屏蔽线(SV2)的量子比特(QUB)的示例来说明该原理。该图基本上对应于图9。另外，绘制了第一垂直屏蔽线(SV1)和第二垂直屏蔽线(SV2)以及第一水平屏蔽线(SH1)。平行于通过量子点(NV)的第一垂线(LOT)，可以通过相应的垂直屏蔽线(SV1，SV2)的与水平线(LH)的各个交叉点绘制第一另外垂线(VLOT1)和第二另外垂线(VLOT2)。第一虚拟垂直量子点(VVNV1)和第二虚拟量子点(VVNV2)则可以被限定在量子点(NV)与表面(OF)的距离(d1)处。通过第一垂直屏蔽线(SV1)的第一垂直屏蔽电流(ISV1)和通过第二垂直屏蔽线(SV2)的第二垂直屏蔽电流(ISV2)和通过第一水平屏蔽线(SH1)的第一水平屏蔽电流(ISH1)和通过未被绘制的第二水平屏蔽线(SH2)的第二水平屏蔽电流(ISH2)以及通过水平线(IH)的水平电流(IH)和通过垂直线的垂直电流(IV)共同给出可以被自由选择的六个参数。现在，可以指定圆极化电磁波场的通量密度(BNV)来操纵量子点(NV)位置处的量子点(NV)，并且要求在第一虚拟水平量子点(VHNV1)位置处的第一虚拟水平磁通量密度(BVHNV1)、在第二虚拟水平量子点(VHNV2)位置处的第二虚拟水平磁通量密度(BVHNV2)和在第一虚拟垂直量子点(VVNV1)位置处的第一虚拟垂直磁通量密度(BVVNV)和在第二虚拟垂直量子点(VVNV2)位置处的第二虚拟垂直磁通量密度(BVVNV2)消失。第一虚拟水平量子点(VHNV1)和第二虚拟水平量子点(VHNV2)未在图中绘制，因为该图表示横截面，并且为了可见性，横截面必须围绕LOT轴线旋转90°。图16表示该横截面。图16用于使用具有第一水平屏蔽线(SH1)和第二水平屏蔽线(SH2)的量子比特(QUB)的示例说明最佳电流。这种平衡的通电可以使量子点的意外响应最小化。
图17
图17示出了具有四条水平屏蔽线(SH1，SH2，SH3，SH4)和两条垂直屏蔽线(SV1，SV2)以及具有共用的第一垂直驱动线(LV1)和三条水平线(LH1，LH2，LH3)的三位量子寄存器或核量子寄存器的符号表示。
第一水平屏蔽线(SH1)被流过第一水平屏蔽线(SH1)的第一水平屏蔽电流(ISH1)通电。
第二水平屏蔽线(SH2)被流过第二水平屏蔽线(SH1)的第二水平屏蔽电流(ISH2)通电。
第三水平屏蔽线(SH3)被流过第三水平屏蔽线(SH3)的第三水平屏蔽电流(ISH3)通电。
第四水平屏蔽线(SH4)被流过第四水平屏蔽线(SH4)的第四水平屏蔽电流(ISH4)通电。
第一垂直屏蔽线(SV1)被流过第一垂直屏蔽线(SV1)的第一垂直屏蔽电流(ISV1)通电。
第二垂直屏蔽线(SV2)被流过第二垂直屏蔽线(SV2)的第二垂直屏蔽电流(ISV2)通电。
第一水平线(LH1)被流过第一水平线(LH1)的第一水平电流(IH1)通电。
第二水平线(LH2)被流过第二水平线(LH2)的第二水平电流(IH2)通电。
第三水平线(LH3)被流过第三水平线(LH3)的第三水平电流(IH3)通电。
第一垂直线(LV1)被流过第一垂直线(LV1)的第一垂直电流(IV1)通电。
可以容易地看出，需要三种情况来确保一次仅通电一个量子点。
我们首先假定我们正在处理具有三个量子点(NV1，NV2，NV3)的量子比特(QUB1，QUB2，QUB3)。
在第一种情况A中，垂直屏蔽电流(ISV1，ISV2)和水平屏蔽电流(ISH1，ISH2，ISH3，ISH4)以及第一垂直电流(IV1)和水平电流(IH1，IH2，IH3)被选择为使得在第一量子点(NV1)的位置处的用于操纵第一量子点(NV1)的圆极化电磁波场的通量密度(BNV1)不为零，并且在第二量子点(NV2)的位置处的用于操纵第二量子点(NV2)的圆极化电磁波场的通量密度(BNV2)等于或接近于零，并且在第三量子点(NV3)的位置处的用于操纵第三量子点(NV3)的圆极化电磁波场的通量密度(BNV3)等于或接近于零。
在第二种情况B中，垂直屏蔽电流(ISV1，ISV2)和水平屏蔽电流(ISH1，ISH2，ISH3，ISH4)以及第一垂直电流(IV1)和水平电流(IH1，IH2，IH3)被选择为使得在第一量子点(NV1)的位置处的用于操纵第一量子点(NV1)的圆极化电磁波场的通量密度(BNV1)为零或接近于零，并且在第二量子点(NV2)的位置处的用于操纵第二量子点(NV2)的圆极化电磁波场的通量密度(BNV2)不为零，并且在第三量子点(NV3)的位置处的用于操纵第三量子点(NV3)的圆极化电磁波场的通量密度(BNV3)等于或接近于零。
在第三种情况C中，垂直屏蔽电流(ISV1，ISV2)和水平屏蔽电流(ISH1，ISH2，ISH3，ISH4)以及第一垂直电流(IV1)和水平电流(IH1，IH2，IH3)被选择为使得在第一量子点(NV1)的位置处的用于操纵第一量子点(NV1)的圆极化电磁波场的通量密度(BNV1)为零或接近于零，并且在第二量子点(NV2)的位置处的用于操纵第二量子点(NV2)的圆极化电磁波场的通量密度(BNV2)等于零或接近于零，并且在第三量子点(NV3)的位置处的用于操纵第三量子点(NV3)的圆极化电磁波场的通量密度(BNV3)不为零。
显而易见的是，那么，在情况A的情况下，可以选择和操纵具有第一量子点(NV1)的第一量子比特(QUB1)，而不会影响具有其它量子点(NV2，NV3)的其它量子比特(QUB2，QUB3)。
显而易见的是，在情况B的情况下，则可以选择和操纵具有第二量子点(NV2)的第二量子比特(QUB2)，而不会影响具有其它量子点(NV1，NV3)的其它量子比特(QUB1，QUB3)。
显而易见的是，在情况C的情况下，则可以选择和操纵具有第三量子点(NV3)的第三量子比特(QUB3)，而不会影响具有其它量子点(NV1，NV2)的其它量子比特(QUB1，QUB2)。
对于具有超过3个量子比特的任意长度的量子寄存器，这种情况可以对如图17所示的线性量子寄存器进行任意扩展。
现在想象图17中的点不是量子点，而是核量子点。
我们首先假定我们正在处理具有三个核量子点(CI1，CI2，CI3)的核量子比特(CQUB1，CQUB2，CQUB3)。
在第一种情况A中，垂直屏蔽电流(ISV1，ISV2)和水平屏蔽电流(ISH1，ISH2，ISH3，ISH4)以及第一垂直电流(IV1)和水平电流(IH1，IH2，IH3)被选择为使得在第一核量子点(CI1)的位置处的用于操纵第一核量子点(CI1)的圆极化电磁波场的通量密度(BCI1)不为零，并且在第二核量子点(CI2)位置处的用于操纵第二核量子点(CI2)的圆极化电磁波场的通量密度(BCI2)等于或几乎等于零，并且在第三核量子点(CI3)的位置处的用于操纵第三核量子点(CI3)的圆极化电磁波场的通量密度(BCI3)等于或几乎等于零。
在第二种情况B中，垂直屏蔽电流(ISV1，ISV2)和水平屏蔽电流(ISH1，ISH2，ISH3，ISH4)以及第一垂直电流(IV1)和水平电流(IH1，IH2，IH3)被选择为使得在第一核量子点(CI1)的位置处的用于操纵第一核量子点(CI1)的圆极化电磁波场的通量密度(BCI1)为零或接近于零，并且在第二核量子点(CI2)位置处的用于操纵第二核量子点(CI2)的圆极化电磁波场的通量密度(BCI2)不为零，并且在第三核量子点(CI3)的位置处的用于操纵第三核量子点(CI3)的圆极化电磁波场的通量密度(BCI3)等于零或几乎为零。
在第三种情况C中，垂直屏蔽电流(ISV1，ISV2)和水平屏蔽电流(ISH1，ISH2，ISH3，ISH4)以及第一垂直电流(IV1)和水平电流(IH1，IH2，IH3)被选择为使得在第一核量子点(CI1)的位置处的用于操纵第一核量子点(CI1)的圆极化电磁波场的通量密度(BCI1)为零或几乎为零，并且在第二核量子点(CI2)位置处的用于操纵第二核量子点(CI2)的圆极化电磁波场的通量密度(BCI2)为零或几乎为零，并且在第三核量子点(CI3)的位置处的用于操纵第三核量子点(CI3)的圆极化电磁波场的通量密度(BCI3)不为零。
显而易见的是，那么，在情况A的情况下，可以选择和操纵具有第一核量子点(CI1)的第一核量子比特(CQUB1)，而不会影响具有其它核量子点(CI2，CI3)的其它核量子比特(CQUB2，CQUB3)。
显而易见的是，在情况B的情况下，则可以选择和操纵具有第二核量子点(CI2)的第二核量子比特(CQUB2)，而不会影响具有其它核量子点(CI1，CI3)的其它核量子比特(CQUB1，CQUB3)。
显而易见的是，在情况C的情况下，则可以选择和操纵具有第三核量子点(CI3)的第三核量子比特(CQUB3)，而不会影响具有其它核量子点(CI1，CI2)的其它核量子比特(CCQUB2)。
对于具有超过3个核量子比特的任意长度的核量子寄存器，这种情况可以对如图17所示的线性核量子寄存器进行任意扩展。
可以容易地看出，可以自由选择10个电流。然而，仅需要确定三个磁通量密度。因此，系统设置有非常多的自由度。因此，理论上，在这种情况下可以省略屏蔽线(SH1，SH2，SH3，SH4，SV1，SV2)。假定设置有两个以上的金属化层，如果一些屏蔽线以除0°或90°以外的角度经过量子点以便能够通过共用的垂直线(LV1)局部补偿磁场，这是有用的。
图18
图18示出了具有屏蔽线和用于读出光电流(Iph)形式的光电子的接触的二维3×3位量子寄存器或核量子寄存器的符号表示。
该器件具有四条水平屏蔽线(SH1，SH2，SH3，SH4)和四条垂直屏蔽线(SV1，SV2，SV3，SV4)以及三条垂直驱动线(LV1，LV2，LV3)和三条水平线(LH1，LH2，LH3)。
第一水平屏蔽线(SH1)被流过第一水平屏蔽线(SH1)的第一水平屏蔽电流(ISH1)通电。
第二水平屏蔽线(SH2)被流过第二水平屏蔽线(SH1)的第二水平屏蔽电流(ISH2)通电。
第三水平屏蔽线(SH3)被流过第三水平屏蔽线(SH3)的第三水平屏蔽电流(ISH3)通电。
第四水平屏蔽线(SH4)被流过第四水平屏蔽线(SH4)的第四水平屏蔽电流(ISH4)通电。
第一垂直屏蔽线(SV1)被流过第一垂直屏蔽线(SV1)的第一垂直屏蔽电流(ISV1)通电。
第二垂直屏蔽线(SV2)被流过第二垂直屏蔽线(SV2)的第二垂直屏蔽电流(ISV2)通电。
第三垂直屏蔽线(SV3)被流过第三垂直屏蔽线(SV3)的第三垂直屏蔽电流(ISV3)通电。
第四垂直屏蔽线(SV4)被流过第四垂直屏蔽线(SV4)的第四垂直屏蔽电流(ISV4)通电。
第一水平线(LH1)被流过第一水平线(LH1)的第一水平电流(IH1)通电。
第二水平线(LH2)被流过第二水平线(LH2)的第二水平电流(IH2)通电。
第三水平线(LH3)被流过第三水平线(LH3)的第三水平电流(IH3)通电。
第一垂直线(LV1)被流过第一垂直线(LV1)的第一垂直电流(IV1)通电。
第二垂直线(LV2)被流过第二垂直线(LV2)的第二垂直电流(IV2)通电。
第三垂直线(LV3)被流过第三垂直线(LV3)的第三垂直电流(IV3)通电。
容易理解的是，9个点处有14个自由度需要求解。优选地，浏览线(skim line)的网格应当相对于水平线和垂直线旋转45°，但这需要具有必要尺寸的困难的光刻工艺。
图19
图19示出了具有共用的第一水平线(LH1)、几条屏蔽线和两个量子点(NV1，NV2)的示例性两位量子寄存器(QUREG)。图19主要对应于图8。现在，除了解释读出过程之外，第一水平屏蔽线(SH1)与第一水平线(LH1)平行地绘制。由于这是截面图，因此没有绘制出也与其平行的在第一水平线(LH1)的另一侧延伸的相应的第二水平屏蔽线(SH2)。在该示例中，通过接触(KV11，KH11，KV12，KH12，KV13)将屏蔽线连接到基板。如果现在通过在两条平行屏蔽线之间施加提取电压来在它们之间施加提取场，则当量子点(NV1、NV2)被绿光照射并且它们处于正确的量子状态时，会发生可测量的电流流动。例如，可以在Petr Siyushev、Milos Nesladek、Emilie Bourgeois、Michal Gulka、Jaroslav Hruby、Takashi Yamamoto、Michael Trupke、Tokuyuki Teraji、Junichi Isoya、Fedor Jelezko等人的“Photoelectrical imaging and coherent spin-state readout of single nitrogen-vacancy centers in diamond(金刚石中单个氮空位中心的光电成像和自旋相干态读出)，”科学363卷，728-731页(2019年)，2019年2月15日中了解更多。
这种设计在诸如图10中所示的线性设备中是特别优选的。
图20
图20对应于图19，不同之处在于现在量子点(NV1，NV2)是几个核电子量子寄存器的各部分。在图20的示例中，各量子点(NV1，NV2)都是量子ALU(QUALU1，QUALU2)的一部分。
在图20的示例中，当第一垂直线(LV1)和第一水平线(LH1)被第一垂直电流(IV1)和第一水平电流(IH1)通电时，第一量子ALU(QUALU1)的第一量子点(NV1)可以与第一量子ALU(QUALU1)的第一核量子点(CI11)相互作用，该第一垂直电流(IV1)和第一水平电流(IH1)被用于第一量子ALU(QUALU1)的第一电子-核无线电波共振频率(fRWEC1_1)或用于第一量子ALU(QUALU1)的第一核-电子-微波共振频率(fMWCE1_1)进行调制。用于第一量子ALU(QUALU1)的该第一电子-核无线电波共振频率(fRWEC1_1)和用于第一量子ALU(QUALU1)的该第一核-电子-微波共振频率(fMWCE1_1)优选在初始化步骤中通过OMDR测量被测量一次。测量值被存储在控制装置(μC)的控制计算机的存储器中，在相应的核电子量子寄存器(CEQUREG)被驱动时后者取回该测量值。控制装置(μC)的控制计算机则相应地设定频率。
在图20的示例中，当第一垂直线(LV1)和第一水平线(LH1)被第一垂直电流(IV1)和第一水平电流(IH1)通电，第一量子ALU(QUALU1)的第一量子点(NV1)可以与第一量子ALU(QUALU1)的第二核量子点(CI12)相互作用，该第一垂直电流(IV1)和第一水平电流(IH1)被用于第一量子ALU(QUALU1)的第二电子-核无线电波共振频率(fRWEC2_1)或用于第一量子ALU(QUALU1)的第二核-电子微波共振频率(fMWCE2_1)进行调制。用于第一量子ALU(QUALU1)的该第二电子-核无线电波共振频率(fRWEC2_1)和用于第一量子ALU(QUALU1)的该第二核-电子微波共振频率(fMWCE2_1)优选在所述初始化步骤中通过另一OMDR测量被测量一次。测量值被存储在控制装置(μC)的控制计算机的存储器中，在相应的核电子量子寄存器(CEQUREG)被驱动时后者取回该测量值。控制装置(μC)的控制计算机则相应地设定频率。
在图20的示例中，当第一垂直线(LV1)和第一水平线(LH1)被第一垂直电流(IV1)和第一水平电流(IH1)通电时，第一量子ALU(QUALU1)的第一量子点(NV1)可以与第一量子ALU(QUALU1)的第三核量子点(CI13)相互作用，该第一垂直电流(IV1)和第一水平电流(IH1)被用于第一量子ALU(QUALU1)的第三电子-核无线电波共振频率(fRWEC3_1)或用于第一量子ALU(QUALU1)的第三核-电子-微波共振频率(fMWCE3_1)进行调制。用于第一量子ALU(QUALU1)的该第三电子-核无线电波共振频率(fRWEC3_1)和用于第一量子ALU(QUALU1)的该第三核-电子-微波共振频率(fMWCE3_1)优选在所述初始化步骤中通过另一OMDR测量被测量一次。测量值被存储在控制装置(μC)的控制计算机的存储器中，在相应的核电子量子寄存器(CEQUREG)被驱动时后者取回该测量值。控制装置(μC)的控制计算机则相应地设定频率。
在图20的示例中，当第二垂直线(LV2)和第一水平线(LH1)被第二垂直电流(IV2)和第一水平电流(IH1)通电时，第二量子ALU(QUALU2)的第二量子点(NV2)可以与第二量子ALU(QUALU2)的第一核量子点(CI21)相互作用，该第二垂直电流(IV2)和第一水平电流(IH1)被用于第二量子ALU(QUALU2)的第一电子-核无线电波共振频率(fRWEC1_2)或用于第二量子ALU(QUALU2)的第一核-电子微波共振频率(fMWCE1_2)进行调制。用于第二量子ALU(QUALU2)的该第一电子-核无线电波共振频率(fRWEC1_2)和用于第二量子ALU(QUALU2)的该第一核-电子微波共振频率(fMWCE1_2)优选在初始化步骤中通过OMDR测量被测量一次。测量值被存储在控制装置(μC)的控制计算机的存储器中，在相应的核电子量子寄存器(CEQUREG)被驱动时后者取回该测量值。控制装置(μC)的控制计算机则相应地设定频率。
在图20的示例中，当第二垂直线(LV2)和第一水平线(LH1)被第二垂直电流(IV2)和第一水平电流(IH1)通电，第二量子ALU(QUALU2)的第二量子点(NV2)可以与第二量子ALU(QUALU2)的第二核量子点(CI22)相互作用，该第二垂直电流(IV2)和第一水平电流(IH1)被用于第二量子ALU(QUALU2)的第二电子-核无线电波共振频率(fRWEC2_2)或用于第二量子ALU(QUALU2)的第二核-电子微波共振频率(fMWCE2_2)调制。用于第二量子ALU(QUALU2)的该第二电子-核无线电波共振频率(fRWEC2_2)和用于第二量子ALU(QUALU2)的该第二核-电子微波共振频率(fMWCE2_2)优选在所述初始化步骤中通过另一OMDR测量被测量一次。测量值被存储在控制装置(μC)的控制计算机的存储器中，在相应的核电子量子寄存器(CEQUREG)被驱动时后者取回该测量值。控制装置(μC)的控制计算机则相应地设定频率。
在图20的示例中，当第二垂直线(LV2)和第一水平线(LH1)被第二垂直电流(IV2)和第一水平电流(IH1)通电，第二量子ALU(QUALU2)的第二量子点(NV2)可以与第二量子ALU(QUALU2)的第三核量子点(CI23)相互作用，该第二垂直电流(IV2)和第一水平电流(IH1)被用于第二量子ALU(QUALU2)的第三电子-核无线电波共振频率(fRWEC3_2)或用于第二量子ALU(QUALU2)的第三核-电子-微波共振频率(fMWCE3_2)进行调制。用于第二量子ALU(QUALU2)的该第三电子-核无线电波共振频率(fRWEC3_2)和用于第二量子ALU(QUALU2)的该第三核-电子-微波共振频率(fMWCE3_2)优选在所述初始化步骤中通过另一OMDR测量被测量一次。测量值被存储在控制装置(μC)的控制计算机的存储器中，在相应的核电子量子寄存器(CEQUREG)被驱动时后者取回该测量值。控制装置(μC)的控制计算机则相应地设定频率。
由于量子点(NV1，NV2)的耦合范围较大，因此它们可以相互耦合。在图20的示例中，当第一垂直线(LV1)和第二垂直线(LV2)以及第一水平线(LH1)被第一垂直电流(IV1)和第二垂直电流(IV2)以及第一水平电流(IH1)通电，第二量子ALU(QUALU2)的第二量子点(NV2)可以与第一量子ALU(QUALU1)的第一量子点(NV1)相互作用，以用于第一量子ALU(QUALU1)的第一量子点(NV1)与第二量子ALU(QUALU2)的第二量子点(NV2)耦合的电子1-电子2-微波共振频率(fMWEE12)来调制该第一垂直电流(IV1)和第二垂直电流(IV2)以及第一水平电流(IH1)。用于第一量子ALU(QUALU1)的第一量子点(NV1)的耦合的该电子1-电子2-微波共振频率(fMWEE12)优选在所述初始化步骤中通过另一OMDR测量被测量一次。测量值被存储在控制装置(μC)的控制计算机的存储器中，在包括第一量子点(NV1)和第二量子点(NV2)的相应的电子-电子量子寄存器(QUREG)被驱动时后者取回该测量值。控制装置(μC)的控制计算机则相应地设定频率。
图21
图21再次用于解释量子总线操作。与核量子比特(CI)相比，量子点(NV)可以在更长的距离上耦合。它们实现了所谓的“飞行的Q位”的功能。当金刚石被用作基板(D)的材料或外延层(DEPI)的材料时，量子点(NV)优选是在优选实际上同位素纯的12C金刚石层中制造的NV中心。当硅被用作基板(D)的材料或外延层(DEPI)的材料时，量子点(NV)优选是在优选地实际上同位素纯的28Si硅层中制造的G中心。当碳化硅被用作基板(D)的材料或外延层(DEPI)的材料时，量子点(NV)优选是在优选实际上同位素纯的28Si12C碳化硅层中制造的VSi中心。量子点(NV)被用于在设备内的更远距离上传输依赖关系，而实际计算发生在核量子点(CI)中。当使用金刚石作为基板(D)的材料或外延层(DEPI)的材料时，核量子点(CI)优选是金刚石材料内的13C同位素或作为所述NV中心的氮原子的15N同位素。当使用硅作为基板(D)的材料或外延层(DEPI)的材料时，核量子点(CI)优选是硅材料内的29Si同位素或作为所述G中心的碳原子的13C同位素。当碳化硅被用作基板(D)的材料或外延层(DEPI)的材料时，核量子点(CI)优选是碳化硅材料内的13C同位素和/或29Si同位素。使用核量子比特(CI)的优势在于，核量子比特中的T2时间更长。因此，量子点(NV1，NV2)大致起到量子ALU(QUALU1，QUALU2)的端点的作用。
该量子总线(QUBUS)由或多或少的量子点(NV1，NV2)的分支链和经由量子点(NV1，NV2)连接到实际的量子总线的局部核量子点(CI11，CI12，CI13，CI21，CI22，CI23)组成，该量子总线(QUBUS)代表本发明的核心和量子计算机的中心。在这种情况下，量子总线(QUBUS)可以变得较大，使得并非所有核量子点(CI11，CI12，CI13，CI21，CI22，CI23)都可以耦合到所有量子点(NV1，NV2)。量子总线(QUBUS)也可以具有两个以上的量子点(NV1，NV2)，例如，它们可以沿着有序链一个接一个地排列，因此两个相邻的量子点总是彼此接近，以使得它们可以彼此耦合，同时在该示例性量子点的线性链中，量子点与其最多两个直接相邻的量子点以外的其它直接相邻的量子点的耦合由于距离太大而不能直接实现。然而，在这种情况下，示例性量子点链中的下一个量子点可以通过耦合到能够耦合至该量子点的下一个量子点而间接地耦合到该量子点。耦合在这里可以理解为状态的纠缠。
图22
图22以高度简化的形式示出了平面图中示例性五位量子寄存器的布置示例。五个量子点(NV1，NV2，NV3，NV4，NV5)呈线性排列，并且可以由共用的第一水平线(LH1)控制。在与此垂直的另一金属化平面中，制造用于控制第一量子点(NV1)的第一垂直线(LV1)和用于控制第二量子点(NV2)的第二垂直线(LV2)和用于控制第三量子点(NV3)的第三垂直线(LV3)和用于控制第四量子点(NV4)的第四垂直线(LV4)以及用于控制第五量子点(NV5)的第五垂直线(LV5)。图22的示例的设备仅具有第一水平屏蔽线(SH1)和第二水平屏蔽线(SH2)。示例中未设置垂直屏蔽线。通过在水平屏蔽线(SH1)和第二水平屏蔽线(SH2)之间施加引出电压(Vext)，可以读出光电子。
图23
图23示出了具有示例性的示意性指示的三位量子寄存器(如果有必要的话，其可以被例如具有三个量子ALU的三位核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)替换)的示例性量子计算机的框图。对于本领域的技术人员而言，容易实现对n位量子寄存器的扩展。
图23的示例性控制装置的核心是控制装置(μC)，其优选是控制计算机。优选地，整个装置具有磁场控制器(MFC)，其优选从所述控制装置(μC)接收其运行参数，并且优选将运行状态数据返回到所述控制装置(μC)。磁场控制(MFC)优选是控制器，其任务是通过主动反控制来补偿外部磁场。优选地，磁场控制器(MFC)为此使用磁场传感器(MFS)，其优选检测优选在量子点附近的装置中的磁通量。优选地，磁场传感器(MFS)是量子传感器。这里参见专利申请DE 10 2018 127 394.0、DE 102019 130 114.9、DE 10 2019 120 076.8和DE 102019 121 137.9。借助于磁场控制(MFK)设备，磁场控制器(MFC)重新调整磁通量密度。优选地，使用量子传感器，因为其具有较高的精度以充分稳定磁场。
控制装置(μC)优选经由控制单元A(CBA)驱动水平和垂直驱动级，该控制单元A(CBA)优选以各个水平和垂直电流为水平线和垂直线通电，并且产生正确的频率和时序突发期间。
控制单元A根据控制装置(μC)的规格为第一水平驱动级(HD1)中的第一水平屏蔽线(SH1)设定第一水平屏蔽电流(ISH1)的频率和脉冲持续时间。
控制单元A根据控制装置(μC)的规格为第一水平驱动级(HD1)中的第一水平线(LH1)设定第一水平电流(IH1)的频率和脉冲持续时间。
控制单元A根据控制装置(μC)的规格为第一水平驱动级(HD1)和第二水平驱动级(HD2)中的第二水平屏蔽线(SH2)设定第二水平屏蔽电流(ISH2)的频率和脉冲持续时间。
控制单元A根据控制装置(μC)的规格为第二水平驱动级(HD2)中的第二水平线(LH2)设定第二水平电流(IH2)的频率和脉冲持续时间。
控制单元A根据控制装置(μC)的规格为第二水平驱动级(HD2)和第三水平驱动级(HD3)中的第三水平屏蔽线(SH3)设定第三水平屏蔽电流(ISH3)的频率和脉冲持续时间。
控制单元A根据控制装置(μC)的规格为第三水平驱动级(HD3)中的第三水平线(LH3)设定第三水平电流(IH3)的频率和脉冲持续时间。
控制单元A根据控制装置(μC)的规格为第三水平驱动级(HD2)和第四水平驱动级(HD4)中的第四水平屏蔽线(SH4)设定第四水平屏蔽电流(ISH4)的频率和脉冲持续时间，这仅是为了空间不足而示出。
控制单元A根据控制装置(μC)的规格为第一垂直驱动级(HV1)中的第一垂直屏蔽线(SV1)设定第一垂直屏蔽电流(ISV1)的频率和脉冲持续时间。
控制单元A根据控制装置(μC)的规格为第一垂直驱动级(VD1)中的第一垂直线(LV1)设定第一垂直电流(IV1)的频率和脉冲持续时间。
通过控制单元A的同步，这些驱动级(VD1，HD1，HD2，HD3，HD4)相对于共用的同步时间以固定的相位比将它们的电流馈入线路(SV1，LV1，SV2，SH1，LH1，SH2，LH2，SH3，LH3，SH4)中。
之前，控制单元B构造第一水平接收级(HS1)以此提取由线路另一侧的第一水平驱动级(HD1)注入的电流。
之前，控制单元B构造第二水平接收级(HS2)以此提取由线路另一侧的第二水平驱动级(HD2)注入的电流。
在此之前，控制单元B构造第三水平接收级(HS3)以此提取由线路另一侧的第三水平驱动级(HD3)注入的电流。
先前，控制单元B构造第一垂直接收级(VS1)以此提取由线路另一侧的第一垂直驱动级(VD1)注入的电流。
此外，图23的示例性系统具有用于本文意义上的“绿光”的光源(LED)。借助于光源驱动器(LEDDR)，控制装置(μC)可以用“绿光”照射量子点。当用这种“绿光”照射时产生光电子，通过将提取场施加到例如连接的屏蔽线，光电子能够被第一水平接收级(HS1)和/或第二水平接收级(HS2)和/或第三水平接收级(HS3)和/或第一垂直接收级(VS1)提取。
图24
图24示出了具有两个量子ALU(QUALU1，QUALU2)的核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的示例性符号水平布置。符号表示对应于图20的具有两个量子ALU(QUALU1，QUALU2)的量子总线(QUBUS)的表示。
由于我们将在下面构建越来越复杂的网络，因此这里已经选择了标记数来涵盖二维而不仅仅是线性排列。
阵列的第一线路和第一边缘的第一量子点(NV11)和阵列的第一线路和第二边缘的第二量子点(NV12)沿第一水平线(LH1)排列。第一量子点(NV11)和第二量子点(NV12)形成量子寄存器(QUREG1112)。第一行和第一列中的第一量子点(NV11)是第一行和第一列中的第一量子ALU(QUALU11)的连接。第一行和第一列中的第一量子点(NV11)是第一行和第一列中的第一量子ALU(QUALU11)的连接。第一行和第二列中的第二量子点(NV12)是第一行和第二列中的第二量子ALU(QUALU12)的连接。
第一垂直线(LV1)被分配给第一列和第一行的第一量子点(NV11)。
第二垂直线(LV2)与第二列和第一行的第二量子点(NV12)相关联。
第一列和第一行的第一量子ALU(QUALU11)的第一核量子点(CI111)连同第一行和第一列的第一量子点(NV11)形成第一行和第一列的第一量子ALU(QUALU11)的第一核电子量子寄存器(CEQUREG111)。
第一列和第一行的第一量子ALU(QUALU11)的第二核量子点(CI112)连同第一列和第一行的第一量子点(NV11)形成第一行和第一列的第一量子ALU(QUALU11)的第二核电子量子寄存器(CEQUREG112)。
第一列和第一行的第一量子ALU(QUALU11)的第三核量子点(CI113)连同第一列和第一行的第一量子点(NV11)形成第一行和第一列的第一量子ALU(QUALU11)的第三核电子量子寄存器(CEQUREG113)。
第一列和第一行的第一量子ALU(QUALU11)的第四核量子点(CI114)连同第一列和第一行的第一量子点(NV11)形成第一行和第一列的第一量子ALU(QUALU11)的第四核电子量子寄存器(CEQUREG114)。
第一列和第一行的第一量子ALU(QUALU11)的第四核电子量子寄存器(CEQUREG114)和第一列和第一行的第一量子ALU(QUALU11)的第三核电子量子寄存器(CEQUREG113)和第一列和第一行的第一量子ALU(QUALU11)的第二核电子量子寄存器(CEQUREG112)以及第一列和第一行的第一量子ALU(QUALU11)的第一核电子量子寄存器(CEQUREG111)形成第一列和第一行的第一量子ALU。
第二列和第一行的第二量子ALU(QUALU12)的第一核量子点(CI121)连同第一行和第二列的第二量子点(NV12)形成第二列和第一行的第二量子ALU(QUALU12)的第一核电子量子寄存器(CEQUREG121)。
第二列和第一行的第二量子ALU(QUALU12)的第二核量子点(CI122)连同第一行和第二列的第二量子点(NV12)形成第二列和第一行的第二量子ALU(QUALU12)的第二核电子量子寄存器(CEQUREG122)。
第二列和第一行的第二量子ALU(QUALU12)的第三核量子点(CI123)连同第一行和第二列的第二量子点(NV12)形成第二列和第一行的第二量子ALU(QUALU12)的第三核电子量子寄存器(CEQUREG123)。
第二列和第一行的第二量子ALU(QUALU12)的第四核量子点(CI124)连同第一行和第二列的第二量子点(NV12)形成第二列和第一行的第二量子ALU(QUALU12)的第四核电子量子寄存器(CEQUREG124)。
第二列和第一行的第二量子ALU(QUALU12)的第四核电子量子寄存器(CEQUREG124)和第二列和第一行的第二量子ALU(QUALU12)的第三核电子量子寄存器(CEQUREG123)和第二列和第一行的第二量子ALU(QUALU12)的第二核电子量子寄存器(CEQUREG122)以及第二列和第一行的第二量子ALU(QUALU12)的第一核电子量子寄存器(CEQUREG121)形成第一行和第二列的第二量子ALU(QUALU12)。
图25
图25示出了具有四个量子ALU(QUALU1，QUALU2，QUALU3，QUALU4)的核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的示例性符号水平布置。
第一列第一行的第一量子ALU(QUALU11)包括四个核量子比特(CI111，CI112，CI113，CI114)。其被第一垂直线(LV1)额外控制。
第二列第一行的第二量子ALU(QUALU12)包括四个核量子比特(CI121，CI122，CI123，CI124)。其被第二垂直线(LV2)额外控制。
第三列第一行的第三量子ALU(QUALU13)包括四个核量子比特(CI131，CI132，CI133，CI134)。其被第三垂直线(LV3)额外控制。
第四列第一行的第四量子ALU(QUALU14)包括四个核量子比特(CI141，CI142，CI143，CI144)。其被第四垂直线(LV4)额外控制。
图26
图26示出了具有跨过角部的四个量子ALU(QUALU11，QUALU12，QUALU13，QUALU23)的核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的示例性符号水平布置。
第一行第一列的第一量子ALU(QUALU11)的量子点(NV11)和第一行第二列的第二量子ALU(QUALU12)的量子点(NV12)和第一行第三列的第三量子ALU(QUALU13)的量子点(NV13)沿共用的第一水平线(LH1)排列。
第一行第三列的第三量子ALU(QUALU13)的量子点(NV13)和第二行第三列的第四量子ALU(QUALU23)的量子点(NV23)沿共用的第三垂直线(LV3)排列。
第一列第一行的第一量子ALU(QUALU11)包括四个核量子比特(CI111，CI112，CI113，CI114)。其被第一垂直线(LV1)额外控制。
第二列第一行的第二量子ALU(QUALU12)包括四个核量子比特(CI121，CI122，CI123，CI124)。其被第二垂直线(LV2)额外控制。
第三列第一行的第三量子ALU(QUALU13)包括四个核量子比特(CI131，CI132，CI133，CI134)。
第三列第二行的第四量子ALU(QUALU23)包括四个核量子比特(CI231，CI322，CI233，CI234)。其被第二水平线(LH2)额外控制。
图27
图27示出了具有作为分支的五个量子ALU(QUALU11，QUALU12，QUALU13，QUALU14，QUALU23)的核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的示例性符号水平布置。
第一行第一列的第一量子ALU(QUALU11)的量子点(NV11)和第一行第二列的第二量子ALU(QUALU12)的量子点(NV12)和第一行第三列的第三量子ALU(QUALU13)的量子点(NV13)以及第一行第四列的第四量子ALU(QUALU14)的量子点(NV14)沿共用的第一水平线(LH1)排列。
第一行第三列的第三量子ALU(QUALU13)的量子点(NV13)和第二行第三列的第五量子ALU(QUALU23)的量子点(NV23)沿共用的第三垂直线(LV3)排列。
第一列第一行的第一量子ALU(QUALU11)包括四个核量子比特(CI111，CI112，CI113，CI114)。其被第一垂直线(LV1)额外控制。
第二列第一行的第二量子ALU(QUALU12)包括四个核量子比特(CI121，CI122，CI123，CI124)。其被第二垂直线(LV2)额外控制。
第三列第一行的第三量子ALU(QUALU13)包括四个核量子比特(CI131，CI132，CI133，CI134)。
第四列第一行的第四量子ALU(QUALU14)包括四个核量子比特(CI141，CI142，CI143，CI144)。其被第四垂直线(LV4)额外控制。
第三列第二行的第五量子ALU(QUALU23)包括四个核量子比特(CI231，CI322，CI233，CI234)。其被第二水平线(LH2)额外控制。
图28
图28示出了具有作为环的八个量子ALU(QUALU11，QUALU12，QUALU13，QUALU21，QUALU23，QUALU31，QUALU32，QUALU33)的核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的示例性符号水平布置。
图29
图29示出了可以被放置在基板(D)内部或外延层(DEPI)内部的并且因此可以被用于前述装置中的器件，其中在基板(D)或外延层(DEPI)的材料中制造了被用作“绿光”的光源(LED)的辐射源(PL1)。
在图29的示例中，阳极接触(AN)将电流注入到基板(D)或外延层(DEPI)中。在此方面参见B.Burchard的“Elektronische und optoelektronische Bauelemente undBauelementstrukturen auf Diamantbasis”(英文：Electronic and optoelectroniccomponents and component structures based on diamond(基于金刚石的电子和光电组件及组件结构))，学位论文，Hagen 1994年和专利文献DE 4 322 830A1。阴极接触(KTH)再次从基板(D)或外延层(DEPI)引出该电流。该二极管在这里具有光源(LED)的功能。位于基板(D)或外延层(DEPI)内的电流路径中的中心(PZ)用作该光源(LED)的辐射源。在金刚石用作基板(D)或外延层(DEPI)的情况下，该中心(PZ)可以是例如用作基板(D)或外延层(DEPI)的示例性金刚石材料中的H3中心。在该示例中，中心(PZ)在基板(D)或外延层(DEPI)中的泵浦电流(Ipmp)的电流流动时发出“绿光”(LB)。因此，在金刚石作为基板(D)或作为外延层(DEPI)的情况下，示例性H3中心在作为基板(D)或作为外延层(DEPI)的金刚石中的泵浦电流(Ipmp)的电流流动时从阳极接触(AN)向阴极接触(KTH)发出“绿光”(LB)。来自中心(PZ)，例如所述H3中心的这种“绿光”(LB)则可以用来驱动和可能复位顺磁中心形式的一个或多个量子点(NV)。中心(PZ)和/或中心(PZ)的组(PZC)可以在基板(D)或外延层(DEPI)内形成一维或二维或三维点阵。在一维点阵的情况下，中心(PZ)可以例如围绕共用的中心点排列成圆形，在这种情况下，呈顺磁中心(NV)形式的量子点(NV)或几个量子点(NV)优选位于该中心点。优选地，在一种变体中，中心PZ或中心(PZ)的组(PZC)的排列连同呈顺磁中心(NV)形式的量子点(NV)的排列形成一维或二维点阵，则点阵的单位晶格一方面包括一个或多个中心(PZ)和/或一个或多个中心(PZ)的组(PZC)以及呈顺磁中心(NV)形式的一个或多个量子点(NV)。其可以是围绕共用的对称轴或点的平移和/或旋转点阵。
最后，应该提到的是，图29的结构适于将中心(PZ)与量子点(NV)交错。如果有必要的话，中心(PZ)和量子点(NV)之间的光路仍然可以补充诸如光波导、透镜、滤光片、孔径、光子晶体等光子学的光学功能元件，并在必要时进行修改。在这方面参见专利申请DE 102019 120 076.8、PCT/DE 2020/100 648和DE 10 2019 121 028.3，这些专利申请在提交本文时尚未公布，并且其公开内容在法律允许的范围内构成本公开的一部分。
图30
图30示出了具有基板(D)的图1的简化装置，该基板(D)具有作为量子点(NV)的一个或多个顺磁中心，并且在NV中心作为顺磁中心(NV1)的情况下优选为金刚石，在G中心作为顺磁中心(NV1)的情况下优选为硅，在VSi中心作为顺磁中心(NV1)的情况下优选为碳化硅，基板(D)中的量子点(NV)与线(LH)相互作用，该线(LH)被放置并固定在基板(D)的表面(OF)上并且优选例如通过绝缘体(IS)与基板(D)电绝缘，这是由于其距离当电流(IH)流过线(LH)时线(LH)的磁场的第一距离(d1)非常小，优选小于100nm。
在详细说明本发明的期间，认识到用于耦合微波辐射和/或用于设定偏置磁通量密度B0形式的偏置磁场的线圈不必须具有绕组或弧。而是，例如可以在基板(D)或外延层(DEPI)的表面(OF)上将线路制造为例如微结构线(LH，LV)的情况。量子点(NV)或核量子点(CI)的顺磁中心可以被制造在基板(D)或外延层(DEPI)的表面(OF)下方的几纳米处。结果，量子点(NV)或核量子点(CI)可以位于线路(LH，LV)的近磁场中。优选地，量子点(NV)和/或核量子点(CI)位于距本文示例的水平线(LH)小于1μm、优选地小于500nm、优选地小于200nm、优选地小于100nm、优选地小于50nm、优选地小于20nm的第一距离(r)处。在本发明的详细说明中，假定线路(LH)特别优选地距顺磁中心形式的量子点(NV)小于50nm。由于该较小的距离，可以在顺磁中心(NV)形式的量子点(NV)的位置处或核量子点(CI)的位置处以线路(LH)中的非常低的电流(IH)产生显著的磁通量密度B，该电流(IH)的幅度会影响其它可能相关的物理参数。
在图30的示例中，电流(IH)被施加到线路(LH)。在图30中，线路(LH)优选与基板(D)或外延层(DEPI)绝缘。如果有必要的话，为此目的使用另外的绝缘，为了简化起见，在图30中未绘制出。优选地，在硅或碳化硅的基板(D)或外延层(DEPI)的情况下，这里未绘制出的该另外的绝缘层是二氧化硅层，其优选地基本上没有具有核磁矩的同位素。优选地，在这种情况下，其是栅极氧化物。优选地，在这种情况下，其是28Si16O2。优选地，顺磁中心形式的量子点(NV)或核量子点(CI)在基板(D)或外延层(DEPI)的表面(OF)下方的距离(d1)处位于引线(LH)正下方。在一个实施方案中，距离(d1)优选被选择为非常小。优选地，距离(d1)小于1μm、更好地小于500nm、更好地小于250nm、更好地小于100nm、更好地小于50nm、更好地小于25nm、可能更好地小于10nm。随着距表面(OF)的距离(d1)减小，表面状态的影响会增加。因此，已经证明将距离(d1)保持在尽可能接近20nm是有用的，并且如果有必要的话，特别是在金刚石作为基板(D)的情况下，在制造顺磁中心(NV1)形式的量子点(NV)或核量子点(CI)之后，通过沉积外延层(DEPI)再次升高表面(OF)，使得距离(d1)再次超过这种基板材料特定的最小距离(d1)。线路(LH)优选以图30所示的方式被制造在基板(D)或外延层(DEPI)的表面(OF)上，并且附接到该基板(D)或外延层(DEPI)上并与基板(D)或外延层(DEPI)电绝缘。特别地，如所述，驱动电流(IH)的调制可以被用于操纵顺磁中心形式的量子点(NV)的自旋或核量子点(CI)的自旋。优选地，引线(LH)牢固地附接到基板(D)或外延层(DEPI)，并且通常与其形成单个单元。优选地，如果位于不同线路(LH)下方的量子点(NV)和/或核量子点(CI)相互耦合，则线路(LH)通过电子束光刻或类似的高分辨率光刻方法分别被制造在基板(D)或外延层(DEPI)上，或者在这里未绘制出且已经说明的介于中间的另外的隔离体的表面上。如果不进行这种耦合，则可以使用低分辨率光刻方法。如果静电势通过驱动级(HD)被施加在基板(D)或外延层(DEPI)以及线路(LH，LV)之间，以驱动作为线路(LH)的驱动级驱动的量子点(NV)，则可以操纵和影响相关线路(LH)下方的顺磁中心形式的量子点(NV)或核量子点(CI)的量子状态。通过这种方式，例如，通过使用线路(LH)和基板(D)或外延层(DEPI)之间的电压局部移动费米能级，单个量子点(NV)能够被迫离开可操纵的量子状态或者至少改变用于量子状态操纵的共振频率。在金刚石中的NV中心的情况下，这可以意味着NV中心离开作为量子点(NV)的NV状态。通过在施加电压时使共振频率失谐，单个量子点(NV)可以因此根据对该电压的选择而被排除在操作之外或被包括在量子寄存器中的这种操作中。以这种方式，例如，当金刚石中的NV中心被用作量子点(NV)的顺磁中心时，根据电压的设定，单个NV中心可以通过费米能级的局部偏移而被迫改变共振频率，从而不再参与或被包括在基于具有特定频率的电磁力的量子操作中。此外，如果有必要的话，通过借助于一方面的基板(D)或外延层(DEPI)与另一方面的线路(LH)之间的电压来操纵费米能级的位置，可以影响量子点(NV)的电荷状态。例如，作为基板(D)或外延层(DEPI)的金刚石中的NV中心可以借助于线路(LH)电势的选择以这种方式进入NV状态或离开NV状态。通过选择距离量子点(NV)的较小距离处的线路的电势，例如，可以由此选择性地中断n位量子寄存器的量子点链。因此，可以将单个量子点或整个量子点组排除在量子操作之外。这最终能够有针对性地访问单个量子点，而不会无意中操作刻意失谐的量子点。因此，该过程最终能够对单个量子点进行寻址。因此，使用这种设计，例如，在量子点(NV)的一维点阵中能够通过适当调整所讨论的水平线(LH)(其在基板(D)或外延层(DEPI)的表面(OF)上位于量子点(NV)的各个顺磁中心的上方)的线路特有的电势的来选择性地控制量子操作中的单个量子点(NV)是否参与，因此通过选择性地激活和停用量子操纵中的量子点(NV)的单个顺磁中心的参与来实现线状分辨率。因此，我们在这里提出一种系统，该系统包括可选地具有外延层(DEPI)的基板(D)，其包括一个或多个第一装置(LH)和一个或多个第二装置(HD)，以例如借助于第一装置(LH)相对于基板(D)或外延层(DEPI)的电位的静态电位来影响相应各量子点(NV)的各顺磁中心位置处的费米能级，从而使得这些单个量子点(NV)被激活以参与其量子状态的量子状态操纵或者被停用，其中激活意味着各个量子点(NV)参与其量子状态的操纵，并且停用意味着各个量子点(NV)不参与其量子状态的操作。优选地，水平线(LH)由光学透明材料制成，例如铟锡氧化物(英文缩写：ITO)。由Marcel Manheller、Stefan Trellenkamp、RainerWaser、Silvia 
等人的文章“Reliable fabrication of 3nm gaps betweennanoelectrodes by electron-beam lithography(通过电子束光刻技术可靠地制造纳米电极之间的3nm间隙)”，纳米技术，23卷，第12期，2012年3月，DOI：10.1088/0957-4484/23/12/125302已知，水平线(LH)可以以彼此非常小的距离(例如，5nm以下，例如，5nm)制造。由J.Meijer、B.Burchard、M.Domhan、C.Wittmann、T.Gaebel、I.Popa、F.Jelezko、J.Wrachtrup等人的“Generation of single-color centers by focused nitrogen implantation(通过聚焦氮注入生成单色中心)”Appl.Opt.Phys.Lett.87，261909(2005年)；https://doi.org/10.1063/1.2103389已知，高度精确地放置氮原子以生成NV中心。在本文提出的论文中提到了例如借助于基板(D)的硫植入或n型掺杂在量子点的制造(诸如在金刚石中的NV中心的制造)中提高产量的措施。在这方面，借助于聚焦离子注入的用于在引线(LH)下方制造量子点(NV)的顺磁中心的精确的、确保产量的放置无疑是可能的。使用电子束光刻可以制造高空间分辨率的引线(LH)。上述放置可以彼此靠近，使得不同引线(LH1，LH2)下方的两个量子点(NV)的两个相邻的顺磁中心可以彼此相互作用，并基于电子构型的耦合形成量子寄存器，其可以使用微波信号经由引线(LH)进行控制。
通过如果有必要的话，将单个或多个杂质原子的有针对性的确定性的和/或聚焦的离子注入到感测元件的基板(D)的材料(MPZ)中，能够充分坐标真实地制造对应的顺磁中心形式的单一或多个量子点(NV)。这里参见J.Meijer、B.Burchard、M.Domhan、C.Wittmann、T.Gaebel、I.Popa、F.Jelezko、J.Wrachtrup等人的文章“Generation of single-colorcenters by focused nitrogen implantation(通过聚焦的氮注入生成单色中心)”Appl.Opt.Phys.Lett.87，261909(2005年)；https://doi.org/10.1063/1.2103389。当使用金刚石作为基板(D)或外延层(DEPI)时，n型掺杂(例如硫掺杂)可以提高NV中心的产率。因此，以可预测的方式在空间上相对于引线(LH)准确地布置顺磁中心形式的量子点(NV)是可能的并且因此是可行的。线路(LH)也可以由掺杂的硅制成。
优选地，线路(LH)由在“绿光”(LB)的波长下光学透明的材料制成。例如，线路(LH)的这种材料可以是铟锡氧化物，简称为ITO，或类似的光学透明且不导电的材料。
图31
图31示出了在例如硅或碳化硅的优选半导体基板(D)或外延层(DEPI)的半导体材料中的作为量子点(NV)的顺磁中心与该材料中的MOS晶体管(MOS)的组合，其中水平屏蔽线(SH1，SH2)代表晶体管(MOS)的源极和漏极接触，而第一水平线(LH1)形成MOS晶体管(MOS)的栅极并且通过作为另外的绝缘体(IS2)的栅极氧化物与基板(D)或外延层(DEPI)的材料绝缘。“绿光”(LB)形式的泵浦辐射由中心(PZ)产生。
图31示出了可以被容纳在基板(D)内部或外延层(DEPI)内部并由此可以用于前述器件中的器件，其中光源(LED)被制造在基板(D)或外延层(DEPI)的材料中，并且被用作“绿光”的光源(LED)。
在图31的示例中，阳极接触(AN)将电流注入到基板(D)或外延层(DEPI)中。在这方面，参见B.Burchard的“Elektronische und optoelektronische Bauelemente undBauelementstrukturen auf Diamantbasis”(英文：Electronic and optoelectroniccomponents and component structures based on diamond(基于金刚石的电子和光电组件及组件结构))，学位论文，Hagen 1994年和专利文献DE 4 322 830A1。阴极接触(KTH)从基板(D)或外延层(DEPI)引出该电流。该二极管在这里具有光源(LED)的功能。位于基板(D)或外延层(DEPI)内的电流路径中的中心(PZ)用作该光源(LED)的辐射源。在金刚石用作基板(D)或外延层(DEPI)的情况下，该中心(PZ)可以是例如用作基板(D)或外延层(DEPI)的示例性金刚石材料中的H3中心。在该示例中，中心(PZ)在基板(D)或外延层(DEPI)中的泵浦电流(Ipmp)的电流流动时发出“绿光”(LB)。因此，在金刚石作为基板(D)或作为外延层(DEPI)的情况下，示例性H3中心在作为基板(D)或外延层(DEPI)的金刚石中的泵浦电流(Ipmp)的电流流动时从阳极接触(AN)向阴极接触(KTH)发出“绿光”(LB)。来自中心(PZ)，例如所述H3中心的这种“绿光”(LB)则可以用来驱动和可能复位顺磁中心(NV)形式的一个或多个量子点(NV)。中心(PZ)和/或中心(PZ)的组(PZC)可以在基板(D)或外延层(DEPI)内形成一维或二维或三维点阵。在一维点阵的情况下，中心(PZ)可以例如围绕共用的中心点排列成圆形，在这种情况下，呈顺磁中心(NV)形式的量子点(NV)或几个量子点(NV)优选位于该中心点处。优选地，在一种变体中，中心PZ或中心(PZ)的组(PZC)的排列连同呈顺磁中心(NV)形式的量子点(NV)的排列形成一维或二维点阵，则点阵的单位晶格一方面包括一个或多个中心(PZ)和/或一个或多个中心(PZ)的组(PZC)以及呈顺磁中心(NV)形式的一个或多个量子点(NV)。其可以是围绕共用的对称轴或点的平移和/或旋转点阵。
应该提到的是，图31的结构适于将中心(PZ)与量子点(NV)和可能存在的核量子比特(CI11，CI12，CI13)交错。如果有必要的话，中心(PZ)和量子点(NV)之间的光路仍然可以补充诸如光波导、透镜、滤光片、孔径、反射镜、光子晶体等光子学的光学功能元件，并在必要时进行修改。这里参见专利申请DE 10 2019 120 076.8、PCT/DE 2020/100648和DE 102019 121 028.3，这些专利申请在提交本文时尚未公布，并且其公开内容在法律允许的范围内构成本公开的一部分。
图31的结构与图29的结构非常相似，但在图31的示例中，量子点(NV)现在是示例性量子ALU(QUALU1’)的一部分。在图31的示例中，量子ALU(QUALU1’)包括示例性量子点(NV)和第一核量子点(CI11)和第二核量子点(CI12)以及第三核量子点(CI13)。具有该量子ALU(QUALU1’)的MOS晶体管(MOS)的结构示例性地对应于图19的第一量子比特(QUB1)。第一水平屏蔽线(SH1)经由第一量子比特(QUB1)的第一水平接触(K11)连接到基板(D)或外延层(DEPI)。第二水平屏蔽线(SH2)经由第二量子比特(QUB2)的第二水平接触(K22)连接到基板(D)或外延层(DEPI)。另外的隔离体(IS)将水平线(LH1)与基板(D)或外延层(DEPI)隔离。优选地，基板(D)或外延层(DEPI)至少在量子ALU(QUALU1’)区域中包括基本上没有核磁矩μ的同位素。优选地，基板(D)或外延层(DEPI)至少在量子ALU(QUALU1’)的区域中包括可能的同位素的同位素类型，且每个元素没有核磁矩μ。
在金刚石作为基板(D)或外延层(DEPI)的情况下，基板(D)或外延层(DEPI)基本上仅包含没有磁矩μ的碳同位素。优选地，这些是同位素12C和14C。优选地，基板(D)或外延层(DEPI)基本上仅包含同位素12C。
在硅作为基板(D)或外延层(DEPI)的情况下，基板(D)或外延层(DEPI)基本上仅包含没有磁矩μ的硅同位素。优选地，这些是同位素28Si和30Si。优选地，基板(D)或外延层(DEPI)基本上仅包含同位素28Si。
在碳化硅作为基板(D)或外延层(DEPI)的情况下，基板(D)或外延层(DEPI)基本上仅包含没有磁矩μ的硅同位素和没有磁矩μ的碳同位素。优选地，这些是同位素28Si和30Si以及同位素12C和14C。优选地，基板(D)或外延层(DEPI)基本上仅包含同位素28Si和同位素12C。
术语“基本上”在这里是指与上述表格中给出的自然总比例K1G相比，基于所考虑的元素的100％的作为基板(D)或外延层(DEPI)的一部分的所考虑的该元素的同位素的总比例K1G减少为基于所考虑的元素的100％的所考虑的该元素的具有磁矩的同位素的比例K1G’。其中该比例K1G’在用作量子点(NV)的顺磁性杂质(NV)和/或用作核量子点(CI)的核自旋的作用区域中是所考虑的元素的总自然比例K1G的小于50％，更好地小于20％，更好地小于10％，更好地小于5％，更好地小2％，更好地小于1％，更好地小于0.5％，更好地小于0.2％，更好地小于0.1％。
如果接触(KH11，KH22)是通过以具有核磁矩μ的同位素掺杂基板(D)或外延层(DEPI)制成的，则最近的具有核磁矩μ的同位素的外延层(DEPI)之间的距离(间距)、最接近量子ALU(QUALU1’)的组件的接触(KH11，KH22)的边缘与量子ALU(QUALU1’)的该组件之间的距离(间距)应当大于所讨论的接触(KH11，KH22)的掺杂原子与量子ALU(QUALU1’)的各个核量子点(CI11，CI12，CI13)之间的核-核耦合距离，并且大于各个接触(KH11，KH22)的掺杂剂原子与量子ALU(QUALU1’)的量子点(NV)之间的核-电子耦合范围。经验表明，在这种情况下，500nm就足够了。在本发明的详细说明中，使用数μm作为距离(Abst)。如果，无论出于何种原因，该距离(Abst)就是达不到，则接触(KH11，KH22)的掺杂应该优选基本上借助于不具有核磁矩μ的同位素来执行。
术语“基本上”在这里是指与上述表格中给出的自然总比例K1G相比，作为接触(KH11，KH22)的一部分的所考虑元素的具有磁矩的同位素相对于所考虑的该元素的100％的总比例K1G减少到所考虑的元素的具有磁矩的同位素相对于所考虑的该元素的100％的比例K1G’。其中该比例K1G’在用作量子点(NV)的顺磁性杂质(NV)和/或用作核量子点(CI)的核自旋的作用区域中是所考虑的元素的总自然比例K1G的小于50％，更好地小于20％，更好地小于10％，更好地小于5％，更好地小于2％，更好地小于1％，更好地小于0.5％，更好地小于0.2％，更好地小于0.1％。
优选地，在硅或碳化硅作为基板(D)或外延层(DEPI)的材料的情况下，另外的绝缘体(IS2)被实施为栅极氧化物。在这种情况下，优选的制造方法是热氧化。优选地，栅极氧化物则基本上由没有磁矩的同位素制成。
术语“基本上”在这里是指与上述表格中给出的自然总比例K1G相比，作为另外的绝缘体(IS2)的一部分的所考虑的元素的具有磁矩的同位素相对于所考虑的该元素的100％的总比例K1G减少为所考虑的元素的具有磁矩的同位素相对于所考虑的该元素的100％的比例K1G’。其中该比例K1G’在用作量子点(NV)的顺磁性杂质(NV)和/或用作核量子点(CI)的核自旋的作用区域中是所考虑的元素的总自然比例K1G的小于50％，更好地小于20％，更好地小于10％，更好地小于5％，更好地小于2％，更好地小于1％，更好地小于0.5％，更好地小于0.2％，更好地小于0.1％。
形成晶体管(MOS)的栅极的线路(LH1)例如由铟锡氧化物(ITO)制成。然而，这样做的缺点是不可能没有核磁动量。在这种情况下，量子ALU(QUALU1’)或量子点(NV)或核量子点(CI11，CI12，CI13)之间的距离(d1)必须较大使得线路(LH1)的相应的同位素的核磁动量不会与量子ALU(QUALU1’)或量子点(NV)或核量子点(CI11，CI12，CI13)相互作用。
例如，实现屏蔽线(SH1，SH2)和线路(LH1)的另一种可能性是使用钛，由此优选没有核磁矩μ的同位素。在这里特别优选的是用于生产相应的钛线的钛同位素46Ti和/或钛同位素48Ti和/或钛同位素50Ti。
因此，在屏蔽线(SH1，SH2)或线路(LH1)的相应空间附近的情况下，相应的线路优选基本上由没有核磁矩μ的同位素制成。术语“基本上”在这里是指与上述表格中给出的自然总比例K1G相比，作为线路(SH1、SH2、LH1)的一部分的所考虑的元素的具有磁矩的同位素相对于所考虑的该元素的100％的总比例K1G减少为所考虑的元素的具有磁矩的同位素相对于所考虑的该元素的100％的比例K1G’。其中该比例K1G’在用作量子点(NV)的顺磁性杂质(NV)和/或用作核量子点(CI)的核自旋的作用区域中是所考虑的元素的总自然比例K1G的小于50％，更好地小于20％，更好地小于10％，更好地小于5％，更好地小于2％，更好地小于1％，更好地小于0.5％，更好地小于0.2％，更好地小于0.1％。
在图31的示例中，绘制了图19的第一垂直线(LV1)，并且通过绝缘体(IS)与第一屏蔽线(SH1)和第二屏蔽线(SH2)以及第一水平线(LH1)电隔离，并由此与基板(D)和外延层(DEPI)电隔离。
例如，在碳化硅或硅作为基板(D)或外延层(DEPI)的情况下，另外的绝缘体(IS2)或绝缘体(IS)可以由氧化硅组成。在这种情况下，例如，绝缘体(IS)和/或另外的绝缘体(IS)优选基本上仅包含没有核磁矩的同位素。在这种情况下，例如，绝缘体(IS)和/或另外的绝缘体(IS)优选基本上仅包含没有核磁矩的同位素28Si和30Si以及16O和18O。在这种情况下，例如，绝缘体(IS)和/或另外的绝缘体(IS)最优选基本上仅包含没有核磁矩的同位素28Si和16O。术语“基本上”在这里是指与上述表格中给出的自然总比例K1G相比，作为另外的绝缘体(IS2)或栅极氧化物的一部分的所考虑的元素的具有磁矩的同位素相对于所考虑的该元素的100％的总比例K1G减少为所考虑的元素的具有磁矩的同位素相对于所考虑的该元素的100％的比例K1G’。其中该比例K1G’在用作量子点(NV)的顺磁性杂质(NV)和/或用作核量子点(CI)的核自旋的作用区域中是所考虑的元素的总自然比例K1G的小于50％，更好地小于20％，更好地小于10％，更好地小于5％，更好地小于2％，更好地小于1％，更好地小于0.5％，更好地小于0.2％，更好地小于0.1％。
如图1中已经解释的，第一水平线(LH1)和第一垂直线(LV1)在量子点(NV)上方相交。在半导体材料作为基板(D)或外延层(DEPI)的材料的情况下，例如在硅或碳化硅作为基板(D)或外延层(DEPI)的材料的情况下，量子比特(QUB1)形成MOS晶体管(MOS)，其中量子点(NV)和/或核电子量子寄存器(CEQUREG)和/或如在这里的量子ALU(QUALU1’)位于晶体管(MOS)的沟道区域中。也可以想到，一个以上的量子点(NV)和/或一个以上的核电子量子寄存器(CEQUREG)和/或一个以上的量子ALU(QUALU1’)位于那里。优选地，至少两个量子点(NV1，NV2)则形成两位量子寄存器，但是量子点只能通过相交线(LH1，LV1)的构造来访问。这些相交线(LH1，LH2)表示用于在量子点(NV)的位置或核量子点(CI11，CI12，CI13)的位置处产生具有圆旋转磁通量密度矢量B的磁场的装置，其可以用于操纵量子点(NV)或核量子点(CI11，CI12，CI13)的量子状态。量子点(NV)状态的读出优选通过用“绿光”照射并借助于引出电压(Vext)经由接触(K11，K22)提取相关联的取决于量子状态的光电流来执行。
图32
图32示出了具有用于提取作为量子点(NV)的顺磁中心的光电流(IPh)的装置的基板(D)的结构。引出电压(Vext)被施加在第一屏蔽线(SH1)和第二屏蔽线(SH2)之间。第一屏蔽线(SH1)借助于第一接触(KH11)与基板(D)或外延层(DEPI)电接触。第二屏蔽线(SH2)借助于第二接触(KH22)与基板(D)或外延层(DEPI)电接触。第一屏蔽线(SH1)与第二屏蔽线(SH2)间隔开。除第一接触(KH11)和第二接触(KH22)以外，第一屏蔽线(SH1)和第二屏蔽线(SH2)则分别通过另外的绝缘体(IS2)与基板(D)和外延层(DEPI)电绝缘。在这里的示例中，在第一屏蔽线(SH1)和第二屏蔽线(SH2)之间存在顺磁中心形式的量子点(NV)。量子点位于表面(OF)下方的深度(d1)处。如果用“绿光”照射量子点，则当施加引出电压(Vext)时，取决于量子点(NV)的量子状态的光电流(Iph)在第一屏蔽线(SH1)和第二屏蔽线(SH2)之间流动。如果基板(D)或外延层(DEPI)由金刚石制成并且是NV中心，则当NV中心处于NV状态时会流过光电流(Iph)。在这方面，参见Petr Siyushev、Milos Nesladek、Emilie Bourgeois、Michal Gulka、Jaroslav Hruby、Takashi Yamamoto、Michael Trupke、Tokuyuki Teraji、Junichi Isoya、Fedor Jelezko等人的“Photoelectrical imaging and coherent spin-state readout of single nitrogen-vacancy centers in diamond(金刚石中单个氮空位中心的光电成像和自旋相干态读出)，”科学，2019年2月15日，363卷，Issue 6428，728-731页，DOI：10.1126/science.aav2789和Mathias H.Metsch、Katharina Senkalla、Benedikt Tratzmiller、Jochen Scheuer、Michael Kern、Jocelyn Achard、AlexandreTallaire、Martin B.Plenio、Petr Siyushev和Fedor Jelezko等人的“Initializationand Readout of Nuclear spins via a Negatively Charged Silicon-Vacancy Centerin Diamond(通过金刚石中带负电的硅空位中心的核自旋的初始化和读出)”Phys.Rev.Lett.122，190503-2019年5月17。
图33
图33示出了量子ALU形式的图20的子装置，其中子装置是晶体管。该晶体管对应于图31的晶体管。
图34
图34示出了具有作为示例的八个量子比特(NV1至NV8)的基板(D)表面的简化俯视图，该量子比特被排列并且被表示为在垂直线上等间隔的黑色圆圈。为了清晰，量子点用虚线的椭圆进行标记，并给出共用的附图标记(NV1-NV8)。如图1所示，所有八个量子比特(QUB1至QUB8)的共同点是第一垂直线(LV1)穿过各个量子点(NV1至NV8)。在第一垂直线(LV1)的开始和结束处有接合焊盘(接触区域)。
在第一垂直线(LV1)的左侧和右侧，第一垂直屏蔽线(SV1)和第二垂直屏蔽线(SV2)平行于第一垂直线(LV1)布线，并作为示例彼此电隔离。第一垂直屏蔽线(SV1)和第二垂直屏蔽线(SV2)分别在接合焊盘中开始和结束。垂直于第一垂直线(LV1)，对于八个量子点(NV1至NV8)的各量子点，八个相关联的水平线(LH1至LH8)中的与八个量子点(NV1至NV8)的相应的量子点相关联的水平线在八个量子点(NV1至NV8)中的相关联的量子点的正上方与第一垂直线(LV1)和第一垂直屏蔽线(SV1)以及第二垂直屏蔽线(SH2)相交。在每两条水平线之间，新的水平屏蔽线(SH1至SH9)中的一条水平屏蔽线与第一垂直线(LV1)和第一垂直屏蔽线(SV1)以及第二垂直屏蔽线(SH2)相交。第一水平屏蔽线(SH1)在第一量子点(NV1)上方与第一垂直线(LV1)和第一垂直屏蔽线(SV1)以及第二垂直屏蔽线(SH2)相交。第九水平屏蔽线(SH9)在第八量子点(NV8)下方与第一垂直屏蔽线(LV1)和第一垂直屏蔽线(SV1)以及第二垂直屏蔽线(SH2)相交。这九条水平屏蔽线(SH1至SH9)的每一条和八条水平线(LH1至LH8)中的每一条都以接合焊盘开始并以接合焊盘结束。优选地，该结构通过电子束光刻来制造。优选地，每个量子比特的横截面对应于例如图15。
在下文中，可以假定这样的基板(D)被并入更大的系统中。
图35
图35对应于图34，不同之处在于未设置水平屏蔽线。相反，释放的空间用于另外的量子比特，使得能够以相同的空间要求但更大的串扰控制17个量子点(NV1至NV17)。
图36
图36示出了安装在类似于图23的控制系统中的图35的基板。系统被旋转90°示出，使得垂直线现在为水平延伸，并且水平线现在为垂直延伸。该系统被大大简化。每条线路(LV1，LH1至LH17)由模块(MOD)驱动。模块(MOD)由控制装置(μC)经由控制总线(CD)控制。在基板(D)的另一侧，线路(LV1，LH1至LH17)在图36的示例中都通过与相应线路的特性阻抗相对应的电阻器(50Ω)而被端接，以防止反射。第一垂直屏蔽线(SH1)和第二垂直屏蔽线在基板(D)的量子点上方和下方接触基板(D)，从而借助于提供引出电压(Vext)的引出电压源(Vext)，可以分别提取光电子和光电荷。优选地，基板(D)具有处于限定电位的背面接触。控制装置(μC)控制引出电压源(Vext)和电流计(A)，以测量该光电流(Iph)，从而允许评估量子点的状态。其它模块被绘制得很小。示例性模块(MOD)被绘制得稍微大一点。DC电压源(VDC)通过第一阻抗(L1)或滤波电路连接到第一垂直线。示例性第一阻抗(L1)或第一滤波器电路确保第一垂直线上的微波和无线电波信号不被来自DC电压源(VDC)的DC电压修改。如果需要，示例性DC电压源(VDC)根据需要将取决于端接电阻器(50Ω)的DC电流馈送到第一垂直线(LV1)，并由此可以使量子点的共振频率失谐。
无线电波源根据需要将无线电波频率馈送到第一垂直线。第二阻抗(L2)或第二滤波电路优选使模块的无线电波源和其它源(VDC，VMW)与无线电波源(VRF)去耦。
未绘制的第三阻抗或滤波电路优先将模块的微波源和其它源(VDC，VRW)与微波源(VRF)去耦。
优选地，所有线路从一侧借助于这种模块而受控，并且优选在另一侧端接有特征阻抗。优选地，所有线路都被设计为具有确定的特征阻抗且没有接头的三板线。
控制装置(μC)控制整个设备，并经由数据总线(DB)与控制量子计算机系统的更高级别的外部计算机系统进行通信。
图37
图37在简化示意图中从上方示出了作为量子计算机操作的示例性晶体管。
作为示例，我们假定晶体管由同位素纯的28Si硅制造。也可以想到，没有核磁矩μ的第IV主族的一种或多种元素在其它混合晶体中的制造。在这方面，晶体管在这里也只是示例性的。
在左侧，绘制了第一掺杂区域(DOT)以表示晶体管的源极区域。掺杂通常用第III主族的同位素来完成。掺杂通常用元素周期表的第III主族或第V主族的同位素来完成。然而，这些都具有会干扰量子点(NV1，NV2)和核量子点(CI11，CI12，CI13，CI21，CI22)的非零核磁矩μ。因此，在一方面的源极区域掺杂和漏极区域掺杂中的各者与另一方面的量子点(NV1，NV2)和核量子点(CI11，CI12，CI13，CI21，CI22)之间应当保持最小距离。超过1μ的间距已经被证明是有效的。相应的第二掺杂区域(DOT)被绘制在右侧，以表示晶体管的漏极区域。源极接触(SO)将左侧掺杂的源极接触区域(DOT)连接到第一垂直屏蔽线(SV1)。漏极接触(DR)将右侧掺杂的漏极接触区域(DOT)连接到第二垂直屏蔽线(SV2)。第一垂直线(LV1)在第一垂直屏蔽线(SV1)和第二垂直屏蔽线(SV1)之间。在该示例中，第一垂直线(LV1)表示晶体管的栅极。第一垂直线通过栅极氧化物形式的另外的绝缘体(IS2)与基板(D)电绝缘。另外的绝缘体优选非常薄。其优选地具有小于10nm的厚度。优选地，第一垂直线对于激发辐射，即“绿光”是透明的。优选地，第一垂直线(LV1)以及由此晶体管的栅极接触为此目的制造得足够薄，或者由铟锌氧化物或其它透明的导电材料制成。图37的晶体管示例性地包括具有两个量子点(NV1，NV2)的两个量子ALU。第一量子ALU包括第一量子ALU的第一量子点(NV1)和第一核量子点(C111)以及第一量子ALU的第二核量子点(C112)以及第一量子ALU的第三核量子点(C113)。第二量子ALU包括第二量子ALU的第二量子点(NV2)和第一核量子点(C121)以及第二量子ALU的第二核量子点(C122)。
第一水平线(LH1)在第一量子点(NV1)的区域中与第一垂直线(LV1)相交。
第二水平线(LH2)在第二量子点(NV2)的区域中与第一垂直线(LV1)相交。
第一水平线(LH1)还与第一垂直屏蔽线(SV1)和第二垂直屏蔽线(SV2)相交。第二水平线(LH2)也与第一垂直屏蔽线(SH1)和第二垂直屏蔽线(SH2)相交。
在第一条水平线(LH1)上方延伸第一水平屏蔽线(SH1)。
在第一水平线(LH1)和第二水平线(LH2)之间延伸第二水平屏蔽线(SH2)。
在第二条水平线(LH2)下方延伸第三水平屏蔽线(SH3)。
水平线(SH1，SH2，SH3，LH1，LH2)也优选对于激发辐射，即“绿光”是透明的。优选地，第一水平线(LH1)、第二水平线(LH2)、第一水平屏蔽线(SH1)、第二水平屏蔽线(SH2)和第三水平屏蔽线(SH2)为此足够细或由铟锌氧化物或其它透明的导电材料制成。第一水平线(LH1)、第二水平线(LH2)、第一水平屏蔽线(SH1)、第二水平屏蔽线(SH2)通过绝缘体(IS)与第一垂直线(LV1)、第一垂直屏蔽线(SV1)和第二垂直屏蔽线(SV2)电绝缘。优选地，绝缘层(IS)在晶体管的区域中与另外的绝缘体(IS2)一样薄。
优选地，该晶体管区域中的相交线以90°角相交。
在指定为GOX的区域中，另外的绝缘体(IS2)通常比该区域的其余部分更薄。由于第一量子点(NV1)距第二量子点(NV2)的垂直距离应该非常小，约为20nm的量级，并且同时接触掺杂剂(DOT)的水平距离通常在μm范围内，所以绘图非常扭曲以显示基本原理。
图38
图38示出了具有示例性中央控制单元(ZSE)的示例性量子计算机系统(QUSYS)。在该示例中，示例性中央控制单元(CCU)经由优选的双向数据总线(DB)连接到多个量子计算机(QC1至QC16)。优选地，这样的量子计算系统包括一个以上的量子计算机(QC1至QC16)。在图38的示例中，每个量子计算机(QC1至QC16)都包括控制装置(μC)。在图38的示例中，16台量子计算机(QC1至QC16)经由数据总线(DB)连接到中央控制装置(ZSE)。数据总线(DB)可以是任何数据传输系统。例如，其可以是有线的、无线的、光纤的、光学的、声学的、基于无线电的。在有线系统的情况下，数据总线可以是诸如LIN总线等单线数据总线或诸如CAN数据总线等两线数据总线的全部或一部分。数据总线可以整体地或分段地充当具有多个导体和/或多个逻辑电平等的更复杂的数据总线。数据总线可以整体地或分段地是以太网数据总线。数据总线可以完全由一种数据总线组成，或者可以由不同的数据传输链路组成。数据总线(DB)可以如图38的示例一样以星形构成排列。数据总线也可以全部或部分地实现，例如在LIN数据总线中，作为量子计算机(QC1至QC16)的形式中的总线节点的串联，在这种情况下，量子计算机系统的这部分的相关量子计算机的每个控制装置优选具有一个以上的数据接口，以便能够连接一个以上数据总线到相关的量子计算机。可以想到，量子计算机(QC1至QC16)中的一个或多个量子计算机则充当总线主控器，从而充当用于量子计算机系统的从属子网络的中央控制装置(CSE)。
因此，可以进一步想到，量子计算机系统(QUSYS)的中央控制装置(ZSE)是量子计算机的控制装置(μC)和/或量子计算机系统(QUSYS)的中央控制装置(ZSE)是具有控制装置(μC)的量子计算机，从而在此，在图38的情况下，以控制量子计算机系统(QUSYS)的控制装置(μC)的“正常”计算机属性为中央控制装置(ZSE)作为参考。从量子计算机(QC1至QC16)的角度来看，中央控制装置(ZSE)对应于量子计算机系统(QUSYS)的外部监控计算机。
量子计算机系统(QSYS)的数据传输网络可以全部或部分地对应于沿数据总线(DB)的一部分或沿数据总线(DB)的量子计算机(QC1至QC16)形式的总线节点的线性链，该数据总线(DB)也可以闭合以形成环(关键字为：环)。
量子计算机系统(QSYS)的数据传输网络可以全部或部分是量子计算机(QC1至QC16)形式的星形结构的总线节点，这些量子计算机(QC1至QC16)连接到一条或多条数据线和/或数据传输媒体。例如，在数据的无线电传输的情况下，存在星形结构。此外，一台、几台或所有量子计算机可以经由点对点连接而被连接到中央控制装置(CSE)。在这种情况下，中央控制单元(CSE)必须为每个点对点连接提供单独的数据接口。
量子计算机系统(QSYS)的数据传输网络可以被设计为树形结构，其中单个量子计算机可以例如具有一条以上的数据总线接口，并用作用于数据总线与量子计算机的数据传输网络的子网的总线主控器，即中央控制装置(CSE)。
因此，量子计算机系统(QUSYS)可以是分层结构的，其具有作为次量子计算机系统的中央控制装置(CSE)的单个量子计算机的控制装置(μC)。次量子计算机系统本身是量子计算机系统(QUSYS)。次量子计算机系统的中央控制装置(ZSE)由此优选本身是量子计算机，其本身优选又是更高级的量子计算机系统(QUSYS)的一部分。
这种分层允许在不同的次量子计算机系统中并行处理不同的计算，其具有根据任务被不同地选择使用的量子计算机数量。
优选地，量子计算系统因此包括耦合在一起的多个计算单元。这种计算单元可以使用可以耦合到量子计算机和/或量子寄存器和/或量子比特的人工智能程序。在这方面，人工智能程序的输入可能取决于量子计算系统的这些组件的量子点的状态，并且量子计算系统的这些组件的量子比特和量子点的控制可能取决于人工智能程序的结果。人工智能程序可以在中央控制单元(ZSE)和量子计算机的控制单元(μC)中执行。在这种情况下，只有人工智能程序的一部分可以在中央控制装置(ZSE)中执行，而人工智能程序的其它部分则在量子计算机系统内的量子计算机的控制装置(μC)中执行。此外，在这方面，只有人工智能程序的一部分可以在一台量子计算机的控制装置(μC)中执行，而人工智能程序的其它部分在量子计算机系统内的其它量子计算机的其它控制装置(μC)中执行。因此，人工智能程序的这种执行可以被分布在量子计算机系统中或被集中在一个计算机单元中。在这种情况下，人工智能程序与量子计算机的量子点(NV)相互作用。因此，计算机单元实际上也可以是计算机单元的系统。例如，计算单元可以包括具有一个或多个量子点(NV)的量子计算机系统(QSYS)的中央控制装置(ZSE)和/或具有一个或多个量子点(NV)的量子计算机的一个或多个控制装置(μC)。可以想到具有额外的中间计算节点的更复杂的拓扑技术。计算单元(其也可以是所述的计算单元的组合)执行人工智能程序。例如，这种人工智能程序可以是具有神经网络节点的神经网络模型。神经网络模型通常使用一个或多个输入值和/或一个或多个输入信号。神经网络模型通常提供一个或多个输出值和/或一个或多个输出信号。现在在这里提出用在一个或多个量子计算机上执行一项或多项上述量子操作的程序来补充人工智能程序。取决于神经网络模型的一个或多个输出值和/或一个或多个输出信号，通过特别是借助于水平线(LH)和/或垂直线(LV)进行一个或多个量子点(NV)的控制，这种耦合例如可以在一个方向上。在其它方向上，一个或多个量子点的状态在某个时间点被读出并被用作人工智能程序(在该示例中是神经网络模型)的输入。在该示例中是神经网络模型的人工智能程序的一个或多个输入值和/或一个或多个输入信号的值则取决于一个或多个量子点(NV)的状态。
词汇表
绿光
在本公开的技术教示中使用绿光来复位量子点(NV)。已经表明，对于作为基板(D)和/或外延层(DEPI)的金刚石中作为量子点(NV)的NV中心，原则上特别适用波长至多为700nm且至少为500nm的光。对于基板(D)和/或外延层(DEPI)的其它材料，完全不同的波长范围可以实现相同的功能。在这方面，绿光在这里被理解为功能定义，其中功能被理解为等效于具有作为量子点(NV)的金刚石中的NV中心的系统中的功能。特别地，当使用NV中心(NV)作为量子点(NV)时，绿光应当具有在400nm至700nm波长和/或更好450nm至650nm和/或更好500nm至550nm和/或515nm至540nm的波长范围内的波长。优选532nm波长的波长。当使用除金刚石中的NV中心以外的量子点类型时使用以执行相同功能的光也被称为“绿光”。在这方面，这种实施方案被涵盖在其中提到“绿光”的权利要求中。
水平的
除非另有明确说明，否则在本公开中使用属性词“水平的”作为设备部件名称和相关数量的一部分。这样做是因为量子比特是被连续编号的。这使得在二维量子比特阵列中容易区分列(垂直)和行(水平)。因此，“水平线”是在这样的二维或一维阵列中沿行布线的线。然后以类似的方式将相关电流称为“水平线电流”，以给出量的命名示例。
同位素纯的
在本公开的意义上，同位素纯的是当除在材料中占主导的基本同位素以外的同位素浓度非常低以致技术目的达到足以以足够经济的生产产量来生产和销售产品的程度时的材料。这意味着来自这种同位素杂质的干扰不会干扰量子比特的功能效率，或者最多只会干扰到足够小的程度。就金刚石而言，这是指金刚石优选基本上由作为基本同位素的没有磁矩的12C同位素组成。
附近
例如，当本公开涉及“位于垂线点(LOTP)附近或垂线点(LOTP)处用于产生圆极化微波场的装置”时，术语附近应当被理解为是指，该装置以其极化微波场或以其它方式对位于垂线(LOT)上的量子点(NV)施加或能够施加预期效果，反过来，预期效果在本文提供的公开内容的上下文中应当被理解为是指通过该预期效果能够在本文提出的装置的预期用途的功能步骤中执行处理步骤。
纯基板
在本公开的意义上，如果除了主导基板材料的基本原子以外的原子浓度非常低以致技术目的达到了足以以足够经济的产率生产和销售产品的程度，则存在纯基板。这是指来自这种原子杂质的干扰不会干扰量子比特的功能，或者最多只会干扰到足够小的程度。就金刚石而言，这是指金刚石优选地基本上由C原子组成并且不包含或仅包含少量的杂质原子。优选地，基板包含尽可能少的诸如Fe和/或Ni等铁磁性杂质，因为它们的磁场可以与量子点(NV)的自旋相互作用。
轻微的相位旋转
根据本公开，量子点的状态向量的轻微的相位旋转是对于操作和可操作性而言可以被认为是轻微的或可校正的相位旋转。因此，作为第一个近似值，其可以被假定为略为零。
垂直的
除非另有明确说明，否则在本公开中使用属性词“垂直的”作为设备部件名称和相关数量的一部分。这样做是因为量子比特是被连续编号的。这使得在二维量子比特阵列中容易区分列(垂直)和行(水平)。因此，“垂直线”是在这样的二维或一维阵列中沿列布线的线。然后以类似的方式将相关电流称为“垂直线电流”，以给出量的命名示例。
附图标记列表
50Ω 端接电阻器作为接收级(HS1，HS2，HS3，VS3)的实现的示例。在图36所示的示例中，端接电阻器位于水平线和垂直线的端头，以防止反射。根据线路的构建，它们的特性阻抗值可能会不同。在这种情况下，应当相应地调整终端电阻器的值。
α 垂直线(LV)和水平线(LH)相交的交叉角。该交叉角优选具有π/2的角度值。
α11 第一垂直线(LV1)和第一水平线(LH1)相交的交叉角。该交叉角优选具有π/2的角度值。
α12 第二垂直线(LV2)和第一水平线(LH1)相交的交叉角。该交叉角优选具有π/2的角度值。
A 电流计。在图36的示例中，在那里作为电流传感器的电流计被用于获取由量子计算机的量子点产生的光电流的读数。在图36的示例中，电流计由控制装置(μC)控制和读出。
β 垂线(LOT)与基板(D)或外延层(DEPI)的表面(OF)之间的π/2角(直角)；
BCI 用于在核量子点(CI)的位置处操纵核量子点(CI)的圆极化电磁波场的通量密度矢量。在图2中，绘制了该通量密度矢量的旋转以便更好地理解。在图2中，通过以具有水平调制的水平核-核无线电波频率(fRWHCC)调制的水平电流分量(IH)来控制水平线(LH)以及通过以具有相对于水平调制在相位上偏移+/-π/2的垂直调制的垂直核-核无线电波频率(fRWVCC)调制的垂直电流分量(IV)来控制垂直线(LV)，来实现该通量密度矢量的旋转。垂直核-核无线电波频率(fRWVCC)和水平核-核无线电波频率(fRWHCC)通常彼此相等，并且由此通常等于共用的核-核无线电波频率(fRWCC)。
BCI1 用于在第一核量子点(CI1)位置处操纵第一核量子点(CI1)的圆极化电磁波场的通量密度矢量；
BCI2 用于在第二核量子点(CI2)位置处操纵第二核量子点(CI2)的圆极化电磁波场的通量密度矢量；
BCI3 用于在第三核量子点(CI3)位置处操纵第三核量子点(CI3)的圆极化电磁波场的通量密度矢量；
BNV 用于在量子点(NV)位置处操纵量子点(NV)的圆极化电磁波场的通量密度矢量。在图1中，绘制了该通量密度矢量的旋转以便更好地理解。在图1中，通过以具有水平调制的水平电子-电子微波频率(fMWH)调制的水平电流分量(IH)来控制水平线(LH)以及通过以具有相对于水平调制在相位上偏移+/-π/2的垂直调制的垂直电子-电子微波频率(fMWV)调制的垂直电流分量(IV)来控制垂直线(LV)，来实现该通量密度矢量的旋转。垂直电子-电子微波频率(fMWV)和水平电子-电子微波频率(fMWH)通常彼此相等，并且由此通常等于共用的电子-电子微波频率(fMW)。
BNV1 用于操纵在第一量子点(NV1)的位置处的第一量子点(NV1)的圆极化电磁波场的通量密度矢量；
BNV2 用于操纵在第二量子点(NV2)的位置处的第二量子点(NV2)的圆极化电磁波场的通量密度矢量；
BNV3 用于操纵在第三量子点(NV3)的位置处的第三量子点(NV3)的圆极化电磁波场的通量密度矢量；
BVHNV1 在第一虚拟水平量子点(VHNV1)的位置处的第一虚拟水平磁通量密度矢量；
BVHNV2 在第二虚拟水平量子点(VHNV2)的位置处的第二虚拟水平磁通量密度矢量；
BVVNV1 在第一虚拟垂直量子点(VVNV1)的位置处的第一虚拟垂直磁通量密度矢量；
BVVNV2 在第二虚拟垂直量子点(VVNV2)的位置处的第二虚拟垂直磁通量密度矢量；
CB 控制总线；
CBA 控制单元A；
CBB 控制单元B；
CI 核量子点；
CI1 第一核量子点；
CI11 第一量子ALU(QUALU1)的第一核量子点(CI11)；
CI12 第一量子ALU(QUALU1)的第二核量子点(CI12)；
CI13 第一量子ALU(QUALU1)的第三核量子点(CI13)；
CI111 第一列第一行的量子ALU(QUALU11)的第一核量子点(CI111)；
CI112 第一列第一行的量子ALU(QUALU11)的第二核量子点(CI112)；
CI113 第一列第一行的量子ALU(QUALU11)的第三核量子点(CI113)；
CI114 第一列第一行的量子ALU(QUALU11)的第四核量子点(CI114)；
CI121 第二列第一行的量子ALU(QUALU12)的第一核量子点(CI121)；
CI122 第二列第一行的量子ALU(QUALU12)的第二核量子点(CI122)；
CI123 第二列第一行的量子ALU(QUALU12)的第三核量子点(CI123)；
CI124 第二列第一行的量子ALU(QUALU12)的第四核量子点(CI124)；
CI131 第三列第一行的量子ALU(QUALU13)的第一核量子点(CI131)；
CI132 第三列第一行的量子ALU(QUALU13)的第二核量子点(CI132)；
CI133 第三列第一行的量子ALU(QUALU13)的第三核量子点(CI133)；
CI134 第三列第一行的量子ALU(QUALU13)的第四核量子点(CI134)；
CI141 第四列第一行的量子ALU(QUALU14)的第一核量子点(CI141)；
CI142 第四列第一行的量子ALU(QUALU14)的第二核量子点(CI142)；
CI143 第四列第一行的量子ALU(QUALU14)的第三核量子点(CI143)；
CI144 第四列第一行的量子ALU(QUALU14)的第四核量子点(CI144)；
CI2 第二核量子点；
CI21 第二量子ALU(QUALU2)的第一核量子点(CI21)；
CI22 第二量子ALU(QUALU2)的第二核量子点(CI22)；
CI23 第二量子ALU(QUALU2)的第三核量子点(CI23)；
CI211 第一列第二行的量子ALU(QUALU11)的第一核量子点(CI211)；
CI212 第一列第二行的量子ALU(QUALU11)的第二核量子点(CI212)；
CI213 第一列第二行的量子ALU(QUALU11)的第三核量子点(CI213)；
CI214 第一列第二行的量子ALU(QUALU11)的第四核量子点(CI214)；
CI221 第二列第二行的量子ALU(QUALU12)的第一核量子点(CI221)；
CI222 第二列第二行的量子ALU(QUALU12)的第二核量子点(CI222)；
CI223 第二列第二行的量子ALU(QUALU12)的第三核量子点(CI223)；
CI224 第二列第二行的量子ALU(QUALU12)的第四核量子点(CI224)；
CI231 第三列第二行的量子ALU(QUALU13)的第一核量子点(CI231)；
CI232 第三列第二行的量子ALU(QUALU13)的第二核量子点(CI232)；
CI233 第三列第二行的量子ALU(QUALU13)的第三核量子点(CI233)；
CI234 第三列第二行的量子ALU(QUALU13)的第四核量子点(CI234)；
CI241 第四列第二行的量子ALU(QUALU14)的第一核量子点(CI241)；
CI242 第四列第二行的量子ALU(QUALU14)的第二核量子点(CI242)；
CI243 第四列第二行的量子ALU(QUALU14)的第三核量子点(CI243)；
CI244 第四列第二行的量子ALU(QUALU14)的第四核量子点(CI244)；
CI3 第三核量子点；
CI311 第一列第三行的量子ALU(QUALU11)的第一核量子点(CI311)；
CI312 第一列第三行的量子ALU(QUALU11)的第二核量子点(CI312)；
CI313 第一列第三行的量子ALU(QUALU11)的第三核量子点(CI313)；
CI314 第一列第三行的量子ALU(QUALU11)的第四核量子点(CI314)；
CI321 第二列第三行的量子ALU(QUALU12)的第一核量子点(CI321)；
CI322 第二列第三行的量子ALU(QUALU12)的第二核量子点(CI322)；
CI323 第二列第三行的量子ALU(QUALU12)的第三核量子点(CI323)；
CI324 第二列第三行的量子ALU(QUALU12)的第四核量子点(CI324)；
CI331 第三列第三行的量子ALU(QUALU13)的第一核量子点(CI331)；
CI332 第三列第三行的量子ALU(QUALU13)的第二核量子点(CI332)；
CI333 第三列第三行的量子ALU(QUALU13)的第三核量子点(CI333)；
CI334 第三列第三行的量子ALU(QUALU13)的第四核量子点(CI334)；
CI341 第四列第三行的量子ALU(QUALU14)的第一核量子点(CI341)；
CI342 第四列第三行的量子ALU(QUALU14)的第二核量子点(CI342)；
CI343 第四列第三行的量子ALU(QUALU14)的第三核量子点(CI343)；
CI344 第四列第三行的量子ALU(QUALU14)的第四核量子点(CI344)；
D 基板。基板可以优选是宽带隙材料。非常优选地，使用金刚石。然而，这里也建议尝试其它宽带隙材料，诸如BN、GaN等。另外，可以想到使用元素周期表的第IV主族的元素及其混合晶体制成的其它材料。也可以想到使用具有高电荷载流子迁移率的绝缘体。在这种情况下，必须注意同位素组成，因为材料不能有任何核磁动量μ。优选地，基板可以是金刚石，其优选是同位素纯的。特别优选使用基本上包含12C同位素的同位素纯的金刚石。优选地，金刚石优选不包含诸如Fe和/或Ni等铁磁性杂质。优选地，基板(D)和/或外延层(DEPI)是金刚石。优选地，基板(D)和/或外延层(DEPI)具有相同的材料。如果使用硅作为基板材料，则基板材料基本上优选包含28Si同位素和/或30Si同位素，因为它们不具有核自旋。如果使用碳化硅作为基板材料，则基板材料基本上优选包含28Si同位素和/或30Si同位素和12C同位素和/或14C同位素，因为它们不展现出核自旋；
d1 量子比特(QUB)的量子点(NV)基板(D)和/或可能存在的外延层(DEPI)的表面(OF)下方的距离，第一距离是沿从量子比特(QUB)的量子点(NV)到基板(D)和/或可能存在的外延层(DEPI)的表面(OF)的铅垂线(LOT)测量的，和/或测量量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)在基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面(OF)下方的第一距离，和/或存在外延层(DEPI)，其中测量沿从量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)到基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面(OF)的铅垂线(LOT)的第一距离；
d2 量子寄存器(QUREG)的第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)在基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面(OF)下方的第二距离，其中测量沿从量子寄存器(QUREG)的第二量子比特(QUB1)的第二量子点(NV2)到基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面(OF)的铅垂线(LOT)的第一距离(D)；
DEPI沉积在基板(D)上的外延层。外延层优选通过CVD工艺被沉积在单一晶体的取向表面的一者上。优选地，外延层是同位素纯的。这允许长的相干时间。此外，这种层优选大部分不含杂质原子。该层的厚度优选地被选择为使得例如以同位素偏差(例如，在金刚石作为基板的情况下以13C同位素的形式)或杂质原子(例如，Fe或Ni原子)形式的基板(D)的晶体扰动之间的相互作用最小化。在金刚石中的NV中心的情况下，在熔融金属中生长的廉价金刚石则可以被用作基板(D)，即使它们含有大量铁原子(Fe原子)。假定基板(D)的质量足够好，就可以省去外延层。由于这个原因，该外延层(DEPI)并未在所有图中显示。优选地，至少在量子点(NV)的区域或核量子点(CI)的区域中，外延层基本上不包含具有核磁矩的同位素。在金刚石作为外延层的情况下，外延层优选基本上包含12C同位素和14C同位素。在金刚石作为外延层的情况下，外延层甚至更优选基本上仅包含12C同位素。在硅作为外延层的情况下，外延层优选基本上包括28Si同位素和30Si同位素。在硅作为外延层的情况下，外延层甚至更优选基本上仅包含28Si同位素。在碳化硅作为外延层的情况下，外延层优选基本上包含28Si同位素和30Si同位素或12C同位素和14C同位素。在碳化硅作为外延层的情况下，外延层甚至更优选基本上仅包含28Si同位素或12C同位素。
DOT 基板(D)或外延层(DEPI)的接触掺杂范围；
DR 漏极。图37中的漏极对应于图19中的接触KV12。
fMW 共用的电子-电子微波频率(fMW)；
fMW1 第一电子1-电子1微波共振频率(fMW1)；
fMWCE1 第一核-电子微波共振频率；
fMWCE2 第二核-电子微波共振频率；
fMWCE1_1 用于第一量子ALU(QUALU1)的第一核-电子微波共振频率，以驱动第一量子ALU(QUALU1)的第一核量子点(CI21)；
fMWCE2_1 用于第一量子ALU(QUALU1)的第二核-电子微波共振频率，以驱动第一量子ALU(QUALU1)的第二核量子点(CI22)；
fMWCE3_1 用于第一量子ALU(QUALU1)的第三核-电子微波共振频率，以驱动第一量子ALU(QUALU1)的第三核量子点(CI23)；
fMWCE1_2 用于第二量子ALU(QUALU2)的第一核电子微波共振频率，以驱动第二量子ALU(QUALU2)的第一核量子点(CI21)；
fMWCE2_2 用于第二量子ALU(QUALU2)的第二核-电子微波共振频率，以驱动第二量子ALU(QUALU2)的第二核量子点(CI22)；
fMWCE3_2 用于第二量子ALU(QUALU2)的第三核-电子微波共振频率，以驱动第二量子ALU(QUALU2)的第三核量子点(CI23)；
fMW2 第二电子1-电子1微波共振频率(fMW2)；
fMWH 水平电子-电子微波频率。垂直电子-电子微波频率(fMWV)和水平电子-电子微波频率(fMWH)通常彼此相等，并且由此通常等于共用的电子-电子微波频率(fMW)；
fMWH1 第一水平电子-电子微波频率。第一垂直电子-电子微波频率(fMWV1)和第一水平电子-电子微波频率(fMWH1)通常彼此相等，并且由此通常等于共用的第一电子-电子微波频率(fMW1)。
fMWHEE1 第一水平电子1-电子2微波共振频率；
fMWHEE2 第二水平电子1-电子2微波共振频率；
fMWV垂直电子-电子微波频率。垂直电子-电子微波频率(fMWV)和水平电子-电子微波频率(fMWH)通常彼此相等，并且由此通常等于共用的电子-电子微波频率(fMW)；
fMWV1 第一垂直电子-电子微波频率。第一垂直微波频率(fMWV1)和第一水平电子-电子微波频率(fMWH1)通常彼此相等，并且由此通常等于共用的第一电子-电子微波频率(fMW1)；
fMWVEE1 第一垂直电子1-电子2微波共振频率；
fRWCC 核-核无线电波频率。水平核-核无线电波频率(fRWHCC)和垂直核-核无线电波频率(fRWVCC)通常彼此相等，并且等于共用的核-核无线电波频率(fRWCC)；
fRWHCC 水平核-核无线电波频率。水平核-核无线电波频率(fRWHCC)和垂直核-核无线电波频率(fRWVCC)通常彼此相等，并且等于共用的核-核无线电波频率(fRWCC)；
fRWVCC 垂直核-核无线电波频率。水平核-核无线电波频率(fRWHCC)和垂直核-核无线电波频率(fRWVCC)通常彼此相等，并且等于共用的核-核无线电波频率(fRWCC)；
fRWEC1_1 用于第一量子ALU(QUALU1)的第一电子-核无线电波共振频率，以驱动第一量子ALU(QUALU1)的第一核量子点(CI11)；
fRWEC2_1 用于第一量子ALU(QUALU1)的第二电子-核无线电波共振频率，以驱动第一量子ALU(QUALU1)的第二核量子点(CI12)；
fRWEC3_1 用于第一量子ALU(QUALU1)的第三电子-核无线电波共振频率，以驱动第一量子ALU(QUALU1)的第三核量子点(CI13)；
fRWEC1_2 用于第二量子ALU(QUALU2)的第一电子-核无线电波共振频率，以驱动第二量子ALU(QUALU2)的第一核量子点(CI21)；
fRWEC2_2 用于第二量子ALU(QUALU2)的第二电子-核无线电波共振频率，以驱动第二量子ALU(QUALU2)的第二核量子点(CI22)；
fRWEC3_2 用于第二量子ALU(QUALU2)的第三电子-核无线电波共振频率，以驱动第二量子ALU(QUALU2)的第三核量子点(CI23)；
GOX 栅极氧化物窗口区域，其中另外的绝缘体(IS2)优选被降低到最低水平。
HD 用于控制将要驱动的量子比特(QUB)的水平驱动级(HD)；
HD1 用于控制将要驱动的第一量子比特(QUB1)的第一水平驱动级(HD1)；
HD2 用于控制将要驱动的第二量子比特(QUB2)的第二水平驱动级(HD2)；
HD3 用于控制将要驱动的第三量子比特(QUB3)的第三水平驱动级(HD3)；
HLOT1 从第一虚拟水平量子点(VHNV1)的位置到基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面(OF)的平行于第一垂线(LOT)的第一另外水平垂线(HLOT1)；
HLOT2 从第二虚拟水平量子点(VHNV2)的位置到基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面(OF)的平行于第二垂线(LOT)的第二另外的水平垂线(HLOT2)；
HS1 用于控制将要驱动的第一量子比特(QUB1)的第一水平接收级(HS1)，其可以与第一水平驱动级(HD1)形成一个单元；
HS2 用于控制将要驱动的第二量子比特(QUB2)的第二水平接收级(HS2)，其可以与第二水平驱动级(HD2)形成一个单元；
HS3 用于控制将要驱动的第三量子比特(QUB3)的第三水平接收级(HS3)，其可以与第三水平驱动级(HD3)形成一个单元；
IH 水平电流。水平电流是流过水平线(LH)的电流。
IH1 第一水平电流。第一水平电流是流过第一水平线(LH1)的电流。
IH2 第二水平电流。第二水平电流是流过第二水平线(LH2)的电流。
IH3 第三水平电流。第三水平电流是流过第三水平线(LH3)的电流。
IH4 第四水平电流。第四水平电流是流过第四水平线(LH4)的电流。
IHG1 第一水平DC分量；
IHG2 第二水平DC分量；
IHi 第i水平电流。第i水平电流是流过第i水平线(LHi)的电流。
IHm 第m水平电流。第m水平电流是流过第m水平线(LHm)的电流。
IHM1 使第一水平线(LH1)通电的第一水平微波电流；
IHM2 使第二水平线(LH2)通电的第二水平微波电流；
IHQUREG 非均匀量子寄存器；
Iph 光电流；
IS 绝缘体。优选的绝缘体的任务是使水平线(LH)与垂直线(LV)电绝缘。优选地，其是优选被溅射在其上的氧化物，例如SiO2。优选地，绝缘体包括基本上没有核磁矩的同位素。优选地，28Si16O2。这里参见术语“基本上”的讨论。优选地，另外的绝缘体包含每种同位素元素的基本上仅一种没有核磁矩的同位素类型；
IS2 另外的绝缘体。优选的另外的绝缘体的任务是使水平线(LH)或垂直线(LV)与基板(D)或外延层(DEPI)电绝缘。优选地，其是优选被溅射在其上的氧化物，例如SiO2。优选地，另外的绝缘体包含基本上没有核磁矩的同位素。优选地，28Si16O2。这里参见术语“基本上”的讨论。优选地，另外的绝缘体包含每种同位素元素的基本上仅一种没有核磁矩的同位素类型；
ISH1 流过第一水平屏蔽线(SH1)的第一水平屏蔽电流；
ISH2 流过第二水平屏蔽线(SH2)的第二水平屏蔽电流；
ISH3 流过第三水平屏蔽线(SH3)的第三水平屏蔽电流；
ISH4 流过第四水平屏蔽线(SH4)的第四水平屏蔽电流；
ISV1 流过第一垂直屏蔽线(SV1)的第一垂直屏蔽电流；
ISV2 流过第二垂直屏蔽线(SV2)的第二垂直屏蔽电流；
ISV3 流过第三垂直屏蔽线(SV3)的第三垂直屏蔽电流；
ISV4 流过第四垂直屏蔽线(SV4)的第四垂直屏蔽电流；
IV 垂直电流。垂直电流是流过垂直线(LV)的电流；
IV1 第一垂直电流。第一垂直电流是流过第一垂直线(LV1)的电流；
IV2 第二垂直电流。第二垂直电流是流过第二垂直线(LV2)的电流；
IV3 第三垂直电流。第三垂直电流是流过第三垂直线(LV3)的电流；
IV4 第四垂直电流。第四垂直电流是流过第四垂直线(LV4)的电流；
IVG1 第一垂直直流；
IVG2 第二垂直DC；
IVj 第j垂直电流。第j垂直电流是流过第j垂直线(LVj)的电流；
IVM1 使第一垂直线(LV1)通电的第一垂直微波电流；
IVM2 使第二垂直线(LV2)通电的第二垂直微波电流；
IVn 第n垂直电流。第n垂直电流是流过第n垂直线(LVn)的电流；
ITO 铟锡氧化物。这是用于制造水平线(LH)和/或垂直线(LV)和/或屏蔽线的示例性材料；
KH11 第一量子比特(QUB1)的第一水平接触。第一量子比特(QUB1)的第一水平接触将第一量子比特(QUB1)中的第一水平屏蔽线(SH1)电连接到基板(D)或外延层(DEPI)。优选地，在金刚石作为基板材料的情况下，接触包括钛或由钛制成；
KH12 第二量子比特(QUB2)的第一水平接触。第二量子比特(QUB2)的第一水平接触将第二量子比特(QUB2)中的第一水平屏蔽线(SH1)电连接到基板(D)或外延层(DEPI)。优选地，在金刚石作为基板材料的情况下，接触包括钛或由钛制成；
KH22 第一量子比特(QUB1)的第二水平接触和第二量子比特(QUB2)的第一水平接触。在图23的示例中，第一量子比特(QUB1)和第二量子比特(QUB2)共用该接触。该接触分别将第一量子比特(QUB1)和第二量子比特(QUB2)中的第二水平屏蔽线(SH2)分别电连接到基板(D)和外延层(DEPI)。优选地，在金刚石作为基板材料的情况下，接触包括钛或由钛制成；
KH33 第二量子比特(QUB2)的第二水平接触和第三量子比特(QUB3)的第一水平接触。在图23的示例中，第二量子比特(QUB2)和第三量子比特(QUB3)共用该接触。该接触将第二量子比特(QUB2)或第三量子比特(QUB3)中的第三水平屏蔽线(SH3)电连接到基板(D)或外延层(DEPI)。优选地，在金刚石作为基板材料的情况下，接触包括钛或由钛制成；
KH44 第三量子比特(QUB3)的第二水平接触。第三量子比特(QUB3)的第二水平接触将第三量子比特(QUB3)中的第四水平屏蔽线(SH4)电连接到基板(D)或外延层(DEPI)。优选地，在金刚石作为基板材料的情况下，接触包括钛或由钛制成；
KTH 阴极接触；
KV11 第一量子比特(QUB1)的第一垂直接触。第一量子比特(QUB1)的第一垂直接触将第一量子比特(QUB1)中的第一垂直屏蔽线(SV1)电连接到基板(D)或外延层(DEPI)。优选地，在金刚石作为基板材料的情况下，接触包括钛或由钛制成；
KV12 第一量子比特(QUB1)和第二量子比特(QUB2)的第二垂直接触。第一量子比特(QUB1)和第二量子比特(QUB2)优先共享第二垂直接触。第一量子比特(QUB1)和第二量子比特(QUB2)的第二垂直接触优选将优选在第一量子比特(QUB1)和第二量子比特(QUB2)之间的边界上的第二垂直屏蔽线(SH2)电连接到基板(D)或外延层(DEPI)。优选地，在金刚石作为基板材料的情况下，接触是包含钛或由钛制成的接触；
KV13 第二量子比特(QUB2)和第三量子比特(QUB3)的第三垂直接触。第二量子比特(QUB2)和第三量子比特(QUB3)优先共享第三垂直接触。第二量子比特(QUB2)和第三量子比特(QUB3)的第三垂直接触优选分别将优选在第二量子比特(QUB2)和第三量子比特(QUB3)之间的边界上的第三垂直屏蔽线(SH3)电连接到基板(D)和外延层(DEPI)。优选地，在金刚石作为基板材料的情况下，接触是包含钛或由钛制成的接触；
KV21 第二量子比特(QUB2)的第一垂直接触。第二量子比特(QUB2)的第一垂直接触将第二量子比特(QUB2)中的第一垂直屏蔽线(SV1)电连接到基板(D)或外延层(DEPI)。优选地，在金刚石作为基板材料的情况下，接触包括钛或由钛制成；
KV31 第三量子比特(QUB3)的第一垂直接触。第三量子比特(QUB3)的第一垂直接触将第三量子比特(QUB13)中的第一垂直屏蔽线(SV1)电连接到基板(D)或外延层(DEPI)。优选地，在金刚石作为基板材料的情况下，接触包括钛或由钛制成；
KV22 第二量子比特(QUB2)的第二垂直接触。第二量子比特(QUB2)的第二垂直接触将第二量子比特(QUB2)中的第二垂直屏蔽线(SV2)电连接到基板(D)或外延层(DEPI)。优选地，在金刚石作为基板材料的情况下，接触包括钛或由钛制成；
KV32 第三量子比特(QUB3)的第二垂直接触。第三量子比特(QUB3)的第二垂直接触将第三量子比特(QUB3)中的第二垂直屏蔽线(SV2)电连接到基板(D)或外延层(DEPI)。优选地，在金刚石作为基板材料的情况下，接触包括钛或由钛制成；
L1 第一屏蔽电感。第一屏蔽电感被用于将DC电压馈入到相关的水平线或垂直线中。
L2 第二屏蔽电感。第二屏蔽电感被用于将相关射频信号馈入到相关的水平线或垂直线中。
LB 绿光。在本文中使用绿光来使量子点(NV)初始化。其是形成量子点(NV)的顺磁中心的泵浦辐射。参见词汇表中的解释。
LED 光源。光源优先被用于产生本文所定义的“绿光”。注意，只有当金刚石中的NV中心被用作基板(D)中的量子点(NV)时，“绿光”实际上才会优先具有对人类而言呈绿色的颜色。这对于其它基板晶体中的其它杂质位点可能有很大不同。参见对应于图29的设计可能性。因此，这是一个功能性定义。优选地，使用LED或激光器或激光LED等。通常，使用相对较高的照度水平。因此，光源还可以包括用于光束成形和转向和过滤的诸如滤光片、透镜、反射镜、孔径、光子晶体等光学功能元件。
LEDDR 光源驱动器；
LH 水平线；
LH1 第一水平线；
LH2 第二水平线；
LH3 第三水平线；
LH4 第四水平线；
LH5 第五水平线；
LH6 第六水平线；
LH7 第七水平线；
LH8 第八水平线；
LH9 第九水平线；
LH10 第十水平线；
LH11 第十一水平线；
LH12 第十二水平线；
LH13 第十三水平线；
LH14 第十四水平线；
LH15 第十五水平线；
LH16 第十六水平线；
LH17 第十七水平线；
LHi 第i水平线；
LHj 第j水平线；
LHm 第m水平线；
LHn 第n水平线；
LOT 从量子点(NV)的位置到基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面(OF)的焊料的垂线(LOT)。这是一条假想线；
LOTP 垂点，作为假想线的垂线(LOT)在该点处穿过基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面(OF)。因此，其是一个假想点；
LV 垂直线；
LV1 第一垂直线；
LV2 第二垂直线；
LV3 第三垂直线；
LV4 第四垂直线；
LVj 第j垂直线；
LVn 第n垂直线；
μC 控制装置；
MFC 磁场控制；
MFK 磁场控制装置(致动器)；
MFS 磁场传感器；
MOD 用于控制水平线和垂直线的模块。该模块经由控制总线(CB)控制控制装置(μC)。该模块提供用于调节各个量子点或各个核量子点或量子点对或核量子点与量子点的对的共振频率或使其失谐的DC电压以及如果有必要的话，DC电流。此外，该模块提供用于对其进行控制的射频和微波频率信号。优选地，模块的输出具有与被驱动的相关线路相同的特征阻抗。如果使用三板线，则模块优选提供所有三条线路。该模块优选包括驱动级(HD1，HD2，HD3，VD1)。如果有必要的话，控制单元(CBA，CBB)可以完全或部分地作为模块的一部分。
MOS MOS晶体管；
NV 量子点。量子点优选是顺磁中心。通常，顺磁中心是基板(D)和/或外延层(DEPI)中的杂质中心。如果顺磁中心在基板(D)中和/或在外延层(DEPI)中，则顺磁中心优选是金刚石中已知的顺磁中心中的一者。为此，参见Alexander Zaitsev的书籍：“OpticalProperties of diamonds(金刚石的光学特性)”，施普林格：2001年版(2001年6月20日)。
NV1 第一量子比特(QUB1)的第一量子点；
NV2 第二量子比特(QUB2)的第二量子点；
NV3 第三量子比特(QUB3)的第三量子点；
NV4 第四量子比特(QUB4)的第四量子点；
NV5 第五量子比特(QUB5)的第五量子点；
NV6 第六量子比特(QUB6)的第六量子点；
NV7 第七量子比特(QUB7)的第七量子点；
NV8 第八量子比特(QUB8)的第八量子点；
NV9 第九量子比特(QUB9)的第九量子点；
NV10 第十量子比特(QUB10)的第十量子点；
NV11 一维量子寄存器(QREG1D)或二维量子寄存器(QREG2D)的第一垂直列和第一个水平行中的量子比特(QUB11)的量子点。在图35中，该附图标记在特殊情况下具有第十一量子比特(QUB11)的第十一量子点的含义；
NV12 第十二量子比特(QUB12)的第十二量子点；
NV13 第十三量子比特(QUB13)的第十三量子点；
NV14 第十四量子比特(QUB14)的第十四量子点；
NV15 第十五量子比特(QUB15)的第十五量子点；
NV16 第十六量子比特(QUB16)的第十六量子点；
NV17 第十七量子比特(QUB17)的第十七量子点；
OF 基板(D)或外延层(DEPI)的表面。出于本公开的目的，该表面由外延层(DEPI)和基板(D)的层叠体的表面形成。如果不存在外延层，则在本公开的含义内，该表面仅由基板(D)的表面形成。
QC 量子计算机；
QUALU 量子ALU。出于本文的目的，量子ALU由至少一个量子点(NV)，优选恰好是一个量子点(NV)和至少一个核量子点(CI)，优选多个核量子点组成；
QUALU1 第一量子ALU。示例性第一量子ALU由第一量子点(NV1)和第一核量子点(CI1)组成；
QUALU1’ 第一个量子ALU。示例性第一量子ALU由第一量子点(NV1)和第一量子ALU的第一核量子点(CI11)以及第一量子ALU的第二核量子点(CI12)和第一量子ALU的第三核量子点(CI13)组成(图20)；
QUALU11 第一行第一列中的量子ALU；
QUALU12 第一行第二列中的量子ALU；
QUALU13 第一行第三列中的量子ALU；
QUALU21 第二行第一列中的量子ALU；
QUALU22 第二行第二列中的量子ALU；
QUALU23 第二行第三列中的量子ALU；
QUALU31 第三行第一列中的量子ALU；
QUALU32 第三行第二列中的量子ALU；
QUALU33 第三行第三列中的量子ALU；
QUALU2 第二量子ALU。示例性第二量子ALU由第二量子点(NV2)和第二核量子点(CI2)组成；
QUALU2’ 第二量子ALU。示例性第二量子ALU由第二量子点(NV2)和第二量子ALU的第一核量子点(CI21)以及第二量子ALU的第二核量子点(CI22)和第二量子ALU的第三核量子点(CI23)组成(图20)；
QUEREG 量子寄存器；
QUEREG1D 一维量子寄存器；
QUEREG2D 二维量子寄存器；
QUB 量子比特；
QUB1 量子寄存器(QUREG)的第一量子比特；
QUB2 量子寄存器(QUREG)的第二量子比特；
QUB3 量子寄存器(QUREG)的第三量子比特；
QUB4 量子寄存器(QUREG)的第四量子比特；
QUB5 量子寄存器(QUREG)的第五量子比特；
QUB6 量子寄存器(QUREG)的第六量子比特；
QUB7 量子寄存器(QUREG)的第七量子比特；
QUB8 量子寄存器(QUREG)的第八量子比特；
QUB9 量子寄存器(QUREG)的第九量子比特；
QUB10 量子寄存器(QUREG)的第十量子比特；
QUB11 量子寄存器(QUREG)的第十一量子比特；
QUB12 量子寄存器(QUREG)的第十二量子比特；
QUB13 量子寄存器(QUREG)的第十三量子比特；
QUB14 量子寄存器(QUREG)的第十四量子比特；
QUB15 量子寄存器(QUREG)的第十五量子比特；
QUB16 量子寄存器(QUREG)的第十六量子比特；
QUB17 量子寄存器(QUREG)的第十七量子比特；
QUBi 量子寄存器(QUREG)的第i量子比特；
QUBj 量子寄存器(QUREG)的第j量子比特；
QUBn 量子寄存器(QUREG)的第n量子比特；
SH1 第一水平屏蔽线；
SH2 第二水平屏蔽线；
SH3 第三水平屏蔽线；
SH4 第四水平屏蔽线；
SH5 第五水平屏蔽线；
SH6 第六水平屏蔽线；
SH7 第七水平屏蔽线；
SH8 第八水平屏蔽线；
SH9 第九水平屏蔽线；
Shi 第i水平屏蔽线
SHm 第m水平屏蔽线；
SO 源极。图37中的源极对应于图19中的接触KV11。
sp12 示例性量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)与第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)之间的距离；
SV1 第一垂直屏蔽线；
SV2 第二垂直屏蔽线；
SV3 第三垂直屏蔽线；
SV4 第四垂直屏蔽线；
SVj 第j垂直屏蔽线；
SVn 第n垂直屏蔽线；
SW1 第一阈值；
VD 用于控制将要驱动的量子比特(QUB)的垂直驱动级；
VD1 用于控制将要驱动的第一量子比特(QUB1)的第一垂直驱动级；
VD2 用于控制将要驱动的第二量子比特(QUB2)的第二垂直驱动级；
VD3 用于控制将要驱动的第三量子比特(QUB3)的第三垂直驱动级；
VDC 相关线路的DC电压源。该DC电压源被用于调节作为被供电的相关线路的一部分的量子点或核量子点或量子比特或核量子比特的共振频率或使其失谐。
Vext 引出电压或提供引出电压的引出电压源。在电读出的情况下，需要引出电压来提取量子点的光电载流子。在图36的示例中，引出电压源由控制装置(μC)来控制。
VHNV1 第一虚拟水平量子点；
VHNV2 第二虚拟水平量子点；
VLOT1 从第一虚拟垂直核量子点(VVCI1)和/或第一垂直量子点(VVNV1)的位置到基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面(OF)的平行于垂线(LOT)的第一另外垂直垂线；
VLOT2 从第二虚拟垂直核量子点(VVCI2)和/或第二垂直量子点(VVNV2)的位置到基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面(OF)的平行于垂线(LOT)的第二另外垂直垂线；
VLOTP1 第一另外垂直垂点；
VLOTP2 第二另外垂直垂点；
VMW 微波源。在图36的示例中，微波源产生微波信号，从而一方面驱动量子点、核量子点和量子点对以及量子点与核量子的点。
VS1 用于控制将要驱动的第一量子比特(QUB1)的第一垂直接收级，其可以与第一垂直驱动级(VD1)形成一个单元；
VS2 用于控制将要驱动的第二量子比特(QUB2)的第二垂直接收级，其可以与第二垂直驱动级(VD2)形成一个单元；
VS3 用于控制将要驱动的第三量子比特(QUB3)的第三垂直接收级，其可以与第三垂直驱动级(VD3)形成一个单元；
VVNV1 第一虚拟垂直量子点；
VVNV2 第二虚拟垂直量子点；
引用文献列表
专利文献
DE A14322830
EN 4 322 830 A1
非专利文献
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概念的特征
先前的说明
特征列表反映了方案的特性。这些特征和它们的子特征可以相互结合，以及与本方案的其它特征和子特征结合以及与说明的特征结合，只要这种结合的结果是有意义的即可。为此，在组合的情况下，不必将一个特征的所有子特征都包含在一个特征中。
量子比特构造1-102
通用量子比特(QUB)1-102
1.量子比特(QUB)
-包括用于控制量子点(NV)的设备
-具有基板(D)，和
-如果有必要的话，具有外延层(DEPI)，和
-具有量子点(NV)，和
-具有适于在量子点(NV)的位置处产生电磁波场，特别是微波场(BMW)和/或无线电波场(BRW)的装置，
-其中如果存在的话，外延层(DEPI)被沉积在基板(D)上，并且
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)具有表面(OF)，并且
-其中量子点(NV)是基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)中的顺磁中心，并且
-其中量子点(NV)具有量子点类型，并且
-其中焊料可以沿从量子点(NV)的位置到基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面(OF)的垂线(LOT)沉淀，并且
-其中垂线(LOT)在垂点(LOTP)处穿过基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面(OF)，并且
-其中适于产生电磁波场的装置位于基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面上，并且
-其中用于产生电磁波场的装置位于垂点(LOTP)附近或垂点(LOTP)处。
2.根据特征1的量子比特(QUB)，
-其中用于产生电磁波场，特别是微波场(BMW)和/或无线电波场(BRW)的装置是用于产生圆极化电磁波场的装置。
3.根据特征1或2的量子比特(QUB)，
-其中适于产生电磁波场(BRW)的装置借助于中间的另外的绝缘体(IS2)直接或间接地牢固地连接到基板(D)和/或外延层(DEPI)。
4.量子比特(QUB)，特别是根据前述特征1至3中的一个或多个，
-包括用于控制量子点(NV)的设备
-具有基板(D)和
-如果有必要的话，具有外延层(DEPI)和
-具有量子点(NV)和
-具有水平线(LH)和
-具有垂直线(LV)，
-其中如果存在的话，外延层(DEPI)被沉积在基板(D)上，并且
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)具有表面(OF)，并且
-其中量子点(NV)是基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)中的顺磁中心，并且
-其中量子点(NV)具有量子点类型，并且
-其中，焊料可以沿从量子点(NV)的位置到基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面(OF)的垂线(LOT)沉淀，并且
-其中，垂线(LOT)在垂点(LOTP)处穿过基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面(OF)，并且
-其中，水平线(LH)和垂直线(LV)位于基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面上，并且
-其中水平线(LH)和垂直线(LV)在垂点(LOTP)附近或垂点(LOTP)处以非零交叉角(α)相交。
5.根据前述特征和特征4的量子比特(QUB)，
-其中水平线(LH)与垂直线(LV)电隔离。
6.根据前述特征和特征4的量子比特(QUB)，
-其中水平线(LH)借助于电绝缘体(IS)与垂直线(LV)电隔离。
7.量子比特(QUB)，特别是根据前述特征1至6中的一个或多个，
-具有水平线(LH)和
-具有垂直线(LV)，
-其中，水平线(LH)和垂直线(LV)位于基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面上。
8.量子比特(QUB)，特别是根据前述特征1至7中的一个或多个，
-具有水平线(LH)和
-具有垂直线(LV)，
-其中，水平线(LH)和垂直线(LV)位于基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面上，并且
-其中，水平线(LH)和垂直线(LV)经由另外的绝缘体(IS2)直接或间接地牢固地连接到基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)。
9.根据前述特征中的一个或多个的量子比特，
-水平线(LH)和/或垂直线(LV)由在低于临界温度时超导的材料制成，并且旨在和/或被设计为特别在该温度下操作。
10.根据前述特征的量子比特，
-水平线(LH)和/或垂直线(LV)具有开口或被设计为部分地被平行引导的线路，特别是用于减少所谓的钉扎。
11.根据前述特征和特征4中的一个或多个的量子比特(QUB)，
-其中水平线(LH)和/或垂直线(LV)针对“绿光”是透明的和/或
-其中特别地，水平线(LH)和/或垂直线(LV)由对绿光光学透明的导电材料，特别是铟锡氧化物(常用缩写ITO)制成。
12.根据前述特征1至11和前述特征7或8中的一个或多个的量子比特(QUB)，
-其中水平线(LH)和/或垂直线(LV)由基本上包含不具有核磁矩μ的同位素的材料制成。
13.根据前述特征1至12中和前述特征7或8的一个或多个的量子比特(QUB)，
-其中水平线(LH)和/或垂直线(LV)由基本上包含没有核磁矩μ的46Ti同位素和/或48Ti同位素和/或50Ti同位素的材料制成。
14.根据前述特征和特征4中的一个或多个的量子比特(QUB)，
-其中量子比特(QUB)具有带有水平线(LH)和垂直线(LV)的表面(OF)；和
-其中量子比特(QUB)具有与表面(OF)相反的底面(US)，并且
-其中量子比特(QUB)被安装为使得量子比特(QUB)的底面侧(US)可以用“绿光”照射，使得“绿光”能够到达并影响量子比特(QUB)的量子点(NV)。
15.根据前述特征和特征4中的一个或多个的量子比特(QUB)，
-其中角度(α)基本上是直角。
16.根据前述特征和特征4中的一个或多个的量子比特(QUB)，
-其中水平线(LH)和垂直线(LV)相对于量子点(NV)的轴线成45°角，以添加水平线和垂直线(LV)的磁场线。
17.根据前述特征中的一个或多个的量子比特(QUB)，
-其中量子比特的量子点类型的特征在于，量子点(NV)是顺磁中心。
18.根据前述特征中的一个或多个的量子比特，
-其中量子点被负冲电。
19.根据前述特征中的一个或多个的量子比特(QUB)，
-其中基板(D)在量子点(NV)区域中掺杂有没有核自旋的同位素。
20.根据前述特征中的一个或多个的量子比特(QUB)，
-其中，量子点(NV)位于基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面(OF)下方沿着垂线(LOT)的第一距离(d1)处，并且
-其中第一距离(d1)为2nm至60nm和/或为5nm至30nm和/或为10nm至20nm，特别优选第一距离(d1)为5nm至30nm。
21.根据前述特征中的一个或多个的量子比特(QUB)，
-其中水平线(LH，LH1)是微带线的一部分和/或三板线的一部分，和/或
-其中垂直线(LV，LV1)是微带线的一部分和/或三板线(SV1，LH，SV2)的一部分。
22.根据特征21的量子比特(QUB)，
-其中微带线包括第一垂直屏蔽线(SV1)和垂直线(LV)，或者
-其中微带线包括第一水平屏蔽线(SH1)和水平线(LV)。
23.根据特征21的量子比特(QUB)，
-其中三板线包括第一垂直屏蔽线(SV1)和第二垂直屏蔽线(SV2)，并且垂直线(LV)至少部分地在第一垂直屏蔽线(SV1)和第二垂直屏蔽线(SV2)之间延伸，或者
-其中三板线包括第一水平屏蔽线(SH1)和第二水平屏蔽线(SH2)，并且水平线(LV)至少部分地在第一水平屏蔽线(SH1)和第二水平屏蔽线(SH2)之间延伸。
24.根据前述特征21和23中的一个或多个的量子比特(QUB)，
-其中通过三板线(SV1，LV，SV2)的电流(ISV1，IV，ISV2)之和为零。
25.根据前述特征21和23中的一个或多个的量子比特(QUB)，
-其中，第一另外垂直焊料能够从第一虚拟垂直量子点(VVNV1)的位置到基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面(OF)沿平行于第一垂线(LOT)的第一另外垂直垂线(VLOT1)沉淀，并且
-其中第一虚拟垂直量子点(VVNV1)位于距表面(OF)的第一距离(d1)处，并且
-其中，第一另外垂直垂线(VLOT1)在第一另外垂直垂点(VLOTP1)处穿过基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面(OF)，并且
-其中，水平线(LH)和第一垂直屏蔽线(SV1)位于基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面上，并且
-其中水平线(LH)和第一垂直屏蔽线(SV1)在第一垂直垂点(VLOTP1)附近或第一垂直垂点(VLOTP1)处以非零交叉角(α)相交，并且
-其中，第二另外垂直焊料能够从第二虚拟垂直量子点(VVNV2)的位置到基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面(OF)沿平行于第一垂线(LOT)的第二另外垂直垂线(VLOT2)沉淀，并且
-其中第二虚拟垂直量子点(VVNV2)位于距表面(OF)的第一距离(d1)处，并且
-其中，第二另外垂直垂线(VLOT2)在第二另外垂直垂点(VLOTP2)处穿过基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面(OF)，并且
-其中，水平线(LH)和第二垂直屏蔽线(SV2)位于基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面上，并且
-其中水平线(LH)和第二垂直屏蔽线(SV2)在第二垂直垂点(VLOTP2)附近或第二垂直垂点(VLOTP2)处以非零交叉角(α)相交，并且
-其中通过三板线的各个线路(SV1，LV，SV2)的各个电流(ISV1，IV，ISV2)被选择为使得，
在第一虚拟垂直量子点(VVNV1)的位置处的第一虚拟垂直磁通量密度矢量(BVVNV1)的幅度几乎为零，并且
在第二虚拟垂直量子点(VVNV2)的位置处的第二虚拟垂直磁通量密度矢量(BVVNV2)的幅度几乎为零，并且
在量子点(NV)的位置处的磁通量密度矢量(BNV)的幅度不为零。
26.根据前述特征21至25中的一个或多个的量子比特(QUB)，
-其中，第一另外水平垂线能够从第一虚拟水平量子点(VHNV1)的位置到基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面(OF)沿平行于第一垂线(LOT)的第一另外水平垂线(HLOT1)沉淀，并且
-其中第一虚拟水平量子点(VHNV1)位于距表面(OF)的第一距离(d1)处，并且
-其中，第一另外水平垂线(VLOT1)在第一另外水平垂直点(HLOTP1)处穿过基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面(OF)，并且
-其中，垂直线(LV)和第一水平屏蔽线(SH1)位于基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面上，并且
-其中垂直线(LV)和第一水平屏蔽线(SH1)在第一水平垂点(HLOTP1)附近或第一水平垂点(HLOTP1)处以非零交叉角(α)相交，并且
-其中，第二另外水平垂线能够从第二虚拟水平量子点(VHNV2)的位置到基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面(OF)沿平行于第一垂线(LOT)的第二另外水平垂线(HLOT2)沉淀，并且
-其中第二虚拟水平量子点(VHNV2)位于距表面(OF)的第一距离(d1)处，并且
-其中，第二另外水平垂线(HLOT2)在第二另外水平垂点(HLOTP2)处穿过基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面(OF)，并且
-其中，垂直线(LV)和第二水平屏蔽线(SH2)位于基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面上，并且
-其中垂直线(LV)和第二水平屏蔽线(SH2)在第二水平垂点(HLOTP2)附近或第二水平垂点(HLOTP2)处以非零交叉角(α)相交，并且
-其中通过三板线的各个线路(SH1，LH，SH2)的各个电流(ISH1，IH，ISH2)被选择为使得，
在第一虚拟水平量子点(VHNV1)的位置处的第一虚拟水平磁通量密度矢量(BVHNV1)的幅度几乎为零，并且
在第二虚拟水平量子点(VHNV2)的位置处的第二虚拟水平磁通量密度矢量(BVHNV2)的幅度几乎为零，并且
在量子点(NV)的位置处的磁通量密度矢量(BNV)的幅度不为零。
27.根据前述特征21至25中的一个或多个的量子比特(QUB)，
-其中在垂点(LOTP)的区域中或附近，基板(D)借助于至少一个第一水平欧姆接触(KH11)连接到第一水平屏蔽线(SH1)，和/或
-其中在垂点(LOTP)的区域中或附近，基板(D)借助于至少一个第二水平欧姆接触(KH12)连接到第二水平屏蔽线(SH2)，和/或
-其中在垂点(LOTP)的区域中或附近，基板(D)借助于至少一个第一垂直欧姆接触(KV11)连接到第一垂直屏蔽线(SV1)，和/或
-其中在垂点(LOTP)的区域中或附近，基板(D)借助于至少一个第二垂直欧姆接触(KV12)连接到第二垂直屏蔽线(SV2)，和/或
-其中在垂直点(LOTP)的区域中或附近，基板(D)借助于至少一个第二垂直欧姆接触(KV12)连接到排出线。
28.根据前述特征的量子比特(QUB)，
-其中电阻接触(KV11，KV12，KH11，KH12)，特别是其金属化包括钛。
基于金刚石的量子比特(QUB)29-49
29.根据前述特征1至28中的一个或多个和特征4的基于金刚石的量子比特(QUB)，
-其中水平线(LH)和垂直线(LV)相对于特别是NV中心(NV)形式的量子点(NV)的轴线成45°角，以添加水平线和垂直线(LV)的磁场线。
30.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据特征29的基于金刚石的量子比特(QUB)，
-其中量子比特(QUB)的量子点类型的特征在于，基板(D)或外延层(DEPI)包含金刚石材料。
31.根据前述特征的基于金刚石的量子比特(QUB)，
-其中金刚石材料的表面法线指向方向(111)或(100)或(113)中的一者。
32.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据前述特征29至31中的一个或多个的基于金刚石的量子比特(QUB)，
-其中量子比特(QUB)的量子点类型的特征在于，基板(D)或外延层(DEPI)包含金刚石材料，并且量子点(NV)是金刚石材料中的NV中心。
33.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据前述特征29至32中的一个或多个的基于金刚石的量子比特(QUB)，
-其中量子比特(QUB)的量子点类型的特征在于，基板(D)或外延层(DEPI)包含金刚石材料，并且量子点(NV)是金刚石材料中的SiV中心。
34.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据前述特征29至33中的一个或多个的基于金刚石的量子比特(QUB)，
-其中量子比特(QUB)的量子点类型的特征在于，基板(D)或外延层(DEPI)包含金刚石材料，并且量子点(NV)是金刚石材料中的L2中心或ST1中心。
35.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据前述特征29至34中的一个或多个的基于金刚石的量子比特(QUB)，
-其中量子比特(QUB)的量子点类型的特征在于，
-基板(D)或外延层(DEPI)包含金刚石材料，并且
-量子点(NV)包含金刚石材料中的空位。
36.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据前述特征29至35中的一个或多个的基于金刚石的量子比特(QUB)，
-其中量子比特(QUB)的量子点类型的特征在于，
-基板(D)或外延层(DEPI)包含金刚石材料，并且
-量子点(NV)包含Si原子或Ge原子或N原子或P原子或As原子或Sb原子或Bi原子或Sn原子或Mn原子或F原子或在金刚石材料中产生顺磁性杂质中心的任何其它原子。
37.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据前述特征29至36中的一个或多个的基于金刚石的量子比特(QUB)，
-其中量子比特(QUB)的量子点类型的特征在于，
-基板(D)或外延层(DEPI)包含金刚石材料，并且
-量子点(NV)是具有作为氮原子的14N同位素的NV中心。
38.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据前述特征29至37中的一个或多个的基于金刚石的量子比特(QUB)，
-其中量子比特(QUB)的量子点类型的特征在于，
-基板(D)或外延层(DEPI)包含金刚石材料，并且
-量子点(NV)是金刚石材料中具有作为氮原子的15N同位素的NV中心。
39.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据前述特征29至38中的一个或多个的基于金刚石的量子比特(QUB)，
-其中量子比特(QUB)的量子点类型的特征在于，
-基板(D)或外延层(DEPI)包含金刚石材料，并且
-量子点(NV)是金刚石材料中的NV中心和/或其它顺磁杂质中心，并且
-具有非零核磁矩μ的13C同位素和/或15N同位素和/或其它同位素分别位于与NV中心或顺磁性杂质中心的耦合范围内的紧邻处。
40.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据前述特征29至39中的一个或多个的基于金刚石的量子比特(QUB)，
-其中量子比特(QUB)的量子点类型的特征在于，基板(D)或外延层(DEPI)包含金刚石材料，并且
-其中具有非零核磁矩μ的一个以上的13C同位素和/或一个以上的其它碳同位素位于量子点(NV)附近，并且
-其中，附近在这里应当被理解为是指，具有非零核磁矩μ的一个以上的13C原子或一个以上的其它硅同位素的核自旋磁场能够影响量子点(NV)的电子构型的自旋，并且量子点(NV)的电子构型的自旋能够影响具有非零核磁矩μ的一个以上的这些13C同位素中的或一个以上的其它硅同位素的核自旋。
41.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据前述特征29至39中的一个或多个的基于金刚石的量子比特(QUB)，
-其中量子比特的量子点类型的特征在于，基板(D)或外延层(DEPI)包含金刚石材料，并且
-其中在金刚石材料中，具有非零核磁矩μ的一个以上的同位素在量子点(NV)附近作为核量子点(CI)被排列；和
-其中，附近在这里应当被理解为是指，一个以上的同位素的核磁矩μ的磁场能够影响量子点(NV)的电子构型的自旋，并且量子点(NV)的电子构型的自旋能够借助于数个同位素的非零核磁动量μ或这一个同位素的非零核磁矩μ影响一个或多个这些同位素的核自旋。
42.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据前述特征29至41中的一个或多个的基于金刚石的量子比特(QUB)，
-其中量子比特(QUB)的量子点类型的特征在于，基板(D)或外延层(DEPI)包含金刚石材料，并且
-其中金刚石材料包含基本上具有12C同位素和/或14C同位素的外延生长层(DEPI)。
43.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据前述特征29至42中的一个或多个的基于金刚石的量子比特(QUB)，
-其中量子比特(QUB)的量子点类型的特征在于，基板(D)或外延层(DEPI)包含金刚石材料，并且
-其中金刚石材料包含基本上具有12C同位素的外延生长层(DEPI)。
44.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据前述特征29至43中的一个或多个的基于金刚石的量子比特(QUB)，
-其中基板(D)或外延层(DEPI)包含金刚石材料，并且
-其中基板(D)或外延层(DEPI)在量子点(NV)区域中是n掺杂的。
45.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据前述特征29至44中的一个或多个的基于金刚石的量子比特(QUB)，
-其中基板(D)或外延层(DEPI)包含金刚石材料，并且
-其中基板(D)或外延层(DEPI)在量子点(NV)区域中掺杂有硫。
46.根据特征46至47中的一个或多个的基于金刚石的量子比特，
-其中，量子比特(QUB)的量子点(NV)带负电，并且是NV中心或其它顺磁性杂质中心。
47.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据前述特征29至46中的一个或多个的基于金刚石的量子比特(QUB)，
-其中基板(D)或外延层(DEPI)在量子点(NV)区域中掺杂有没有核自旋的硫。
48.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据前述特征29至47中的一个或多个的基于金刚石的量子比特(QUB)，
-其中基板(D)或外延层(DEPI)在量子点(NV)区域中掺杂有32S同位素。
49.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据前述特征29至48中的一个或多个的基于金刚石的量子比特(QUB)，
-其中电阻接触(KV11，KV12，KH11，KH12)，特别是其金属化包括钛。
基于硅的量子比特(QUB)50-67
50.根据前述特征1至28中的一个或多个和特征4的基于硅的量子比特(QUB)，
-其中水平线(LH)和垂直线(LV)相对于G中心(NV)形式的量子点(NV)的轴线成45°角，以添加水平线和垂直线(LV)的磁场线。
51.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据特征50的基于硅的量子比特(QUB)，
-其中量子比特(QUB)的量子点类型的特征在于，基板(D)或外延层(DEPI)包含硅材料，特别是硅晶体。
52.根据前述特征的基于硅的量子比特(QUB)，
-其中硅晶体的表面法线指向方向(111)或(100)或(113)中的一者。
53.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据前述特征50至52中的一个或多个的基于硅的量子比特(QUB)，
-其中量子比特(QUB)的量子点类型的特征在于，基板(D)或外延层(DEPI)包含硅材料，特别是硅晶体，并且量子点(NV)是硅材料中的G中心。
54.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据前述特征50至53中的一个或多个的基于硅的量子比特(QUB)，
-其中量子比特(QUB)的量子点类型的特征在于，
-基板(D)或外延层(DEPI)包含硅材料，特别是硅晶体，并且
-量子点(NV)包含空位。
55.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据前述特征50至53中的一个或多个的基于硅的量子比特(QUB)，
-其中量子比特(QUB)的量子点类型的特征在于，
-基板(D)或外延层(DEPI)包含硅材料，特别是硅晶体，并且
-量子点(NV)包含C同位素或Ge同位素或N同位素或P同位素或As同位素或Sb同位素或Bi同位素或Sn同位素或Mn同位素或F同位素或在硅材料中产生具有顺磁行为的杂质中心的任何其它原子。
56.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据前述特征50至55中的一个或多个的基于硅的量子比特(QUB)，
-其中量子比特(QUB)的量子点类型的特征在于，
-基板(D)或外延层(DEPI)包含硅材料，特别是硅晶体，并且
-量子点(NV)是具有作为碳原子的12C同位素的G中心。
57.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据前述特征50至56中的一个或多个的基于硅的量子比特(QUB)，
-其中量子比特(QUB)的量子点类型的特征在于，
-基板(D)或外延层(DEPI)包含硅材料，特别是硅晶体，并且
-量子点(NV)是硅材料中具有作为碳原子的13C同位素的G中心。
58.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据前述特征50至57中的一个或多个的基于硅的量子比特(QUB)，
-其中量子比特(QUB)的量子点类型的特征在于，
-基板(D)或外延层(DEPI)包含硅材料，特别是硅晶体，并且
-量子点(NV)是硅材料中的G中心和/或其它顺磁性杂质中心；并且
-具有非零核磁矩μ的29Si同位素和/或其它同位素分别位于G中心或顺磁性杂质中心的耦合范围内的紧邻处。
59.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据前述特征50至58中的一个或多个的基于硅的量子比特(QUB)，
-其中量子比特(QUB)的量子点类型的特征在于，基板(D)或外延层(DEPI)包含硅材料，特别是硅晶体，并且
-其中具有非零核磁矩μ的一个以上的29Si同位素和/或一个以上的其它硅同位素位于量子点(NV)的附近，并且
-其中附近在这里应当被理解为是指，具有非零核磁矩μ的一个以上的29Si同位素或一个以上的其它硅同位素的核自旋磁场能够影响量子点(NV)的电子构型的自旋，并且量子点(NV)的电子构型的自旋能够影响具有非零核磁矩μ的一个以上的这些29Si同位素或一个以上的其它硅同位素的核自旋。
60.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据前述特征50至59中的一个或多个的基于硅的量子比特(QUB)，
-其中量子比特的量子点类型的特征在于，基板(D)或外延层(DEPI)包含硅材料，特别是硅晶体，并且
-其中在硅材料中，具有非零核磁矩μ的一个以上的同位素排列在量子点(NV)附近作为核量子点(CI)，并且
-其中，附近在这里应当被理解为是指，一个以上的同位素的核磁矩μ的磁场能够影响量子点(NV)的电子构型的自旋，并且量子点(NV)的电子构型的自旋能够借助于该同位素的非零核磁矩μ或借助于这些同位素的非零核磁动量μ影响这些同位素中的一个或多个的核自旋。
61.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据前述特征50至60中的一个或多个的基于硅的量子比特(QUB)，
-其中量子比特(QUB)的量子点类型的特征在于，基板(D)或外延层(DEPI)包含硅材料，特别是硅晶体，并且
-其中硅材料包括基本上具有28Si同位素和/或29Si同位素的外延生长层(DEPI)。
62.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据前述特征50至61中的一个或多个的基于硅的量子比特(QUB)，
-其中量子比特(QUB)的量子点类型的特征在于，基板(D)或外延层(DEPI)包含硅材料，特别是硅晶体，并且
-其中金刚石材料包括基本上由28Si同位素组成的基本上同位素纯的外延生长层(DEPI)。
63.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据前述特征50至62中的一个或多个的基于硅的量子比特(QUB)，
-其中基板(D)或外延层(DEPI)包含硅材料，特别是硅晶体，并且
-其中基板(D)或外延层(DEPI)在量子点(NV)的区域中进行掺杂，特别是n型掺杂。
64.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据前述特征50至63中的一个或多个的基于硅的量子比特(QUB)，
-其中基板(D)或外延层(DEPI)包含硅材料，特别是硅晶体，并且
-其中基板(D)或外延层(DEPI)在量子点(NV)的区域中掺杂有一种或多种以下同位素，即，
-20Te、122Te、124Te、126Te、128Te、130Te、46Ti、48Ti、50Ti、12C、14C、74Se、76Se、78Se、80Se、130Ba、132Ba、134Ba、136Ba、138Ba、32S、34S和36S用于n型掺杂，或
-10Be、102Pd、104Pd、106Pd、108Pd、110Pd和204Tl用于p型掺杂。
65.根据特征63至64中的一个或多个的基于硅的量子比特，
-其中量子比特(QUB)的量子点(NV)被充电，并且是G中心或其它顺磁性杂质中心。
66.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据前述特征50至65中的一个或多个的基于硅的量子比特(QUB)，
-其中量子点(NV)区域中的基板(D)或外延层(DEPI)掺杂有没有核磁矩μ的同位素或没有核自旋的同位素。
67.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据前述特征50至66中的一个或多个的基于硅的量子比特(QUB)，
-其中电阻接触(KV11，KV12，KH11，KH12)，特别是其金属化包含钛。
基于碳化硅的量子比特(QUB)68-102
68.根据前述特征1至28中的一个或多个和特征4的基于碳化硅的量子比特(QUB)，
-其中水平线(LH)和垂直线(LV)相对于VSi中心(NV)或DV中心和/或VCVSI中心或CAVSi中心或NCVSI中心形式的量子点(NV)的轴线成45°角，以添加水平线和垂直线(LV)的磁力线。
69.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据特征68的基于碳化硅的量子比特(QUB)，
-其中量子比特(QUB)的量子点类型的特征在于，基板(D)或外延层(DEPI)包含碳化硅，特别是碳化硅晶体。
70.根据前述特征的基于碳化硅的量子比特(QUB)，
-其中碳化硅晶体的表面法线指向方向(111)或(100)或(113)中的一者。
71.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据前述特征68至70中的一个或多个的基于碳化硅的量子比特(QUB)，
-其中量子比特(QUB)的量子点类型的其特征在于，基板(D)或外延层(DEPI)包含碳化硅材料，特别是碳化硅晶体，并且量子点(NV)是碳化硅材料中的VSi中心和/或DV中心和/或VCVSI中心或CAVSi中心或NCVSI中心。
72.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据前述特征68至71中的一个或多个的基于碳化硅的量子比特(QUB)，
-其中量子比特(QUB)的量子点类型的特征在于，
-基板(D)或外延层(DEPI)包含碳化硅，特别是碳化硅晶体，并且
-量子点(NV)包含空位。
73.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据前述特征68至72中的一个或多个的基于碳化硅的量子比特(QUB)，
-其中量子比特(QUB)的量子点类型的特征在于，
-基板(D)或外延层(DEPI)包含碳化硅，特别是碳化硅晶体，并且
-量子点(NV)包含空位或在非C位置处的C原子或在非Si位置处的Si原子或Ge原子或N原子或P原子或As原子或Sb原子或Bi原子或Sn原子或Mn原子或F原子或在碳化硅中产生顺磁性杂质中心的任何其它原子。
74.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据前述特征68至73中的一个或多个的基于碳化硅的量子比特(QUB)，
-其中量子比特(QUB)的量子点类型的特征在于，
-基板(D)或外延层(DEPI)包含碳化硅，特别是碳化硅晶体，并且
-量子点(NV)是具有作为VSi中心的碳原子的12C同位素的VSi中心。
75.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据前述特征68至74中的一个或多个的基于碳化硅的量子比特(QUB)，
-其中量子比特(QUB)的量子点类型的特征在于，
-基板(D)或外延层(DEPI)包含碳化硅材料，特别是碳化硅晶体，并且
-量子点(NV)是碳化硅材料中的VSi中心和/或DV中心和/或VCVSI中心和/或CAVSi中心和/或NCVSI中心和/或其它的顺磁性杂质中心，并且
-13C同位素和/或29Si同位素和/或具有非零核磁矩μ的其它同位素分别在VSi中心或DV中心或VCVSI中心或CAVSi中心或NCVSI中心或顺磁性杂质中心的耦合范围内紧邻。
76.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据前述特征68至75中的一个或多个的基于碳化硅的量子比特(QUB)，
-其中量子比特(QUB)的量子点类型的特征在于，基板(D)或外延层(DEPI)包含碳化硅材料，特别是碳化硅晶体，并且
-其中具有非零核磁矩μ的一个以上29Si同位素和/或一个以上其它硅同位素位于量子点(NV)附近，和/或
-其中具有非零核磁矩μ的一个以上13C同位素和/或一个以上其它碳同位素位于量子点(NV)附近，并且
-因此，附近在这里应当被理解为，具有非零核磁矩μ的一个以上的29Si同位素或一个以上的其它硅同位素或具有非零核磁矩μ的一个以上的13C同位素或一个以上的其它碳同位素的核自旋磁场能够影响量子点(NV)的电子构型的自旋，并且量子点(NV)的电子构型的自旋能够影响具有非零核磁矩μ的这些29Si同位素中的一个或多个或者一个或多个的其它硅同位素或具有非零核磁矩μ的所述13C同位素中的一个或多个或一个或多个的其它碳同位素的核自旋。
77.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据前述特征68至76中的一个或多个的基于碳化硅的量子比特(QUB)，
-其中量子比特的量子点类型的特征在于，基板(D)或外延层(DEPI)包含碳化硅材料，特别是碳化硅晶体，并且
-其中在碳化硅材料中，具有非零核磁矩μ的一个以上的同位素排列在量子点(NV)附近作为核量子点(CI)，并且
-其中附近在这里应当被理解为，一个以上的同位素的核磁矩μ的磁场能够影响量子点(NV)的电子构型的自旋，并且量子点(NV)的电子构型的自旋能够借助于它们的核磁动量μ影响这些同位素中的一个或多个的核自旋。
78.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据前述特征68至77中的一个或多个的基于碳化硅的量子比特(QUB)，
-其中量子比特(QUB)的量子点类型的特征在于，基板(D)或外延层(DEPI)包含碳化硅材料，特别是碳化硅晶体，并且
-其中硅材料是外延生长层(DEPI)，其基本上是
-28Si同位素和/或29Si同位素和
-12C同位素和/或14C同位素。
79.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据前述特征68至78中的一个或多个的基于碳化硅的量子比特(QUB)，
-其中量子比特(QUB)的量子点类型的特征在于，基板(D)或外延层(DEPI)包含碳化硅材料，特别是碳化硅晶体，并且
-其中碳化硅材料包括基本上同位素纯的28Si同位素和基本上同位素纯的12C同位素，即基本上包含28Si12C的外延生长层(DEPI)。
80.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据前述特征68至79中的一个或多个的基于碳化硅的量子比特(QUB)，
-其中基板(D)或外延层(DEPI)包含碳化硅材料，特别是碳化硅晶体，并且
-其中基板(D)或外延层(DEPI)在量子点(NV)的区域中被掺杂，特别是n型掺杂。
81.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据前述特征68至80中的一个或多个的基于碳化硅的量子比特(QUB)，
-其中基板(D)或外延层(DEPI)包含碳化硅材料，特别是碳化硅晶体，并且
-在量子点(NV)区域中的基板(D)或外延层(DEPI)掺杂有没有核磁矩μ的同位素。
82.根据特征63至64中的一个或多个的基于碳化硅的量子比特，
-其中，量子比特(QUB)的量子点(NV)带电荷，并且是VSi中心或DV中心或VCVSI中心或CAVSi中心或NCVSI中心或其它顺磁性杂质中心。
83.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据前述特征68至81中的一个或多个的基于碳化硅的量子比特(QUB)，
-其中量子点(NV)区域中的基板(D)或外延层(DEPI)掺杂有没有核磁矩μ的同位素或没有核自旋的同位素。
84.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据前述特征68至82中的一个或多个的基于碳化硅的量子比特(QUB)，
-其中电阻接触(KV11，KV12，KH11，KH12)，特别是其金属化包含钛。
基于混合晶体的量子比特(QUB)68-102
85.根据前述特征1至28中的一个或多个和特征4的基于混合晶体的量子比特(QUB)，
-其中，除量子点(NV)和核量子点(CI)以及掺杂剂以外，混合晶体基本上包含元素周期表的第IV主族的一种元素，即，仅是没有与其它元素的混合物的晶体，或者
-其中，除量子点(NV)和核量子点(CI)以及掺杂剂以外，混合晶体基本上包含元素周期表的第IV主族的几种元素。
86.根据前述特征1至28中的一个或多个和根据特征85的基于混合晶体的量子比特(QUB)，
-其中，除量子点(NV)和核量子点(CI)以及掺杂剂以外，混合晶体基本上包含元素周期表的第IV主族的两种不同元素的原子，或者
-其中，除量子点(NV)和核量子点(CI)以及掺杂剂以外，混合晶体基本上包含元素周期表的第IV主族的三种不同元素的原子，或者
-除量子点(NV)和核量子点(CI)以及掺杂剂以外，混合晶体基本上包含元素周期表的第IV主族的四种不同元素的原子。
87.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据特征85至86中的一个或多个以及根据特征85的基于混合晶体的量子比特(QUB)，
-其中量子点(NV)具有轴线，并且
-其中水平线(LH)和垂直线(LV)相对于量子点(NV)的轴线成45°角，以添加水平线和垂直线(LV)的磁力线。
88.根据前述特征1至28中的一个或多个和/或根据特征85至87中的一个或多个以及根据特征85的基于混合晶体的量子比特(QUB)，
-其中量子比特(QUB)的量子点类型的特征在于，基板(D)或外延层(DEPI)包括根据特征85的混合晶体。
89.根据前述特征的基于混合晶体的量子比特(QUB)，
-其中混合晶体的表面法线指向方向(111)或(100)或(113)中的一者。
90.根据前述特征1至28中的一个或多个和根据特征85和/或根据特征85至89中的一个或多个以及根据特征85的基于混合晶体的量子比特(QUB)，
-其中量子比特(QUB)的量子点类型的特征在于，
-基板(D)或外延层(DEPI)包含根据特征85的混合晶体，并且
-量子点(NV)包含空位。
91.根据前述特征1至28中的一个或多个和根据特征85和/或根据特征85至90中的一个或多个以及根据特征85的基于混合晶体的量子比特(QUB)，
-其中量子比特(QUB)的量子点类型的特征在于，
-基板(D)或外延层(DEPI)包含根据特征85的混合晶体，并且
-量子点(NV)是缺陷或第IV主族的原子或第II主族或第III主族的原子，特别是C原子或Si原子或Ge原子或Sn原子或Pb原子或N原子或P原子或As原子或Sb原子或Bi原子或B原子或Al原子或Ga原子或Tl原子或Mn原子或F原子或在混合晶体中产生顺磁性杂质中心的其它原子。
92.根据前述特征1至28中的一个或多个和根据特征85和/或根据特征85至91中的一个或多个以及根据特征85的基于混合晶体的量子比特(QUB)，
-其中量子比特(QUB)的量子点类型的特征在于，
-其中基板(D)或外延层(DEPI)包含根据特征85的混合晶体，并且
-其中混合晶体中的量子点(NV)包含同位素12C、14C、28Si、30Si、70Ge、72Ge、74Ge、76Ge、112Sn、114Sn、116Sn、118Sn、120Sn、122Sn、124Sn、204Pb、206Pb、208Pb中的一种同位素或多种同位素和/或没有核磁矩的同位素中的一种同位素或多种同位素，
-其中一种或多种同位素形成顺磁性杂质中心形式的量子点(NV)，和
-其中所述一种或多种同位素位于所述杂质中心内的一个或多个位置处，该位置不是所述混合晶体内的所述一种或多种同位素的规则点阵位置。
93.根据前述特征1至28中的一个或多个和根据特征85和/或根据特征85至92中的一个或多个以及根据特征85的基于混合晶体的量子比特(QUB)，
-其中量子比特(QUB)的量子点类型的特征在于，
-基板(D)或外延层(DEPI)包含根据特征85的混合晶体，并且
-混合晶体中的量子点(NV)包含同位素13C、29Si、73Ge、115Sn、117Sn、119Sn、207Pb中的一种或多种同位素和/或具有非零核磁矩μ的同位素中的一种或多种同位素，
-其中一种同位素或多种同位素是
形成顺磁性杂质中心形式的量子点(NV)和/或在缺陷中心的耦合范围内紧邻。
94.根据前述特征1至28中的一个或多个和根据特征85和/或根据特征85至93中的一个或多个以及根据特征85的基于混合晶体的量子比特(QUB)，
-其中量子比特(QUB)的量子点类型的特征在于，
-基板(D)或外延层(DEPI)包含根据特征85的混合晶体，并且
-其中一个或多个13C同位素和/或一个或多个29Si同位素和/或一个或多个73Ge同位素和/或一个或多个115Sn同位素和/或一个或多个117Sn同位素和/或一个或多个119Sn同位素和/或一个或多个207Pb同位素和/或具有非零核磁矩μ的一种或多种其它同位素位于量子点(NV)附近和/或
-其中附近在这里应当被理解为是指，具有非零核磁矩μ的所述一种同位素或所述多种同位素的核自旋磁场能够影响量子点(NV)的电子构型的自旋，并且量子点(NV)的电子构型的自旋能够影响具有非零核磁动量μ的所述一种同位素或所述多种同位素的核自旋。
95.根据前述特征1至28中的一个或多个和根据特征85和/或根据特征85至94中的一个或多个以及根据特征85的基于混合晶体的量子比特(QUB)，
-其中量子比特(QUB)的量子点类型的特征在于，基板(D)或外延层(DEPI)包含根据特征85的混合晶体，并且
-其中在混合晶体的材料中，具有非零核磁矩μ的一种或多种同位素排列在量子点(NV)附近作为核量子点(CI)，并且
-其中，附近在这里应当被理解为，一种以上的同位素的核磁矩μ的磁场能够影响量子点(NV)的电子构型的自旋，并且量子点(NV)的电子构型的自旋能够借助于它们的核磁动量μ影响这些同位素中的一种或多种的核自旋。
96.根据前述特征1至28中的一个或多个和根据特征85和/或根据特征85至95中的一个或多个以及根据特征85的基于混合晶体的量子比特(QUB)，
-其中量子比特(QUB)的量子点类型的特征在于，基板(D)或外延层(DEPI)包含根据特征85的混合晶体，并且
-其中混合晶体的材料包括基本上包含来自以下同位素列表的一种或多种同位素类型的外延生长层(DEPI)：
12C、14C、28Si、30Si、70Ge、72Ge、74Ge、76Ge、112Sn、114Sn、116Sn、118Sn、120Sn、122Sn、124Sn、204Pb、206Pb、208Pb。
97.根据前述特征1至28中的一个或多个和根据特征85和/或根据特征85至96中的一个或多个以及根据特征85和根据特征96的基于混合晶体的量子比特(QUB)，
-其中包含混合晶体材料的同位素基本上是同位素纯的。
98.根据前述特征1至28中的一个或多个和根据特征85和/或根据特征85至97中的一个或多个以及根据特征85的基于混合晶体的量子比特(QUB)，
-其中量子比特(QUB)的量子点类型的特征在于，基板(D)或外延层(DEPI)包含根据特征85的混合晶体，并且
-其中基板(D)或外延层(DEPI)在量子点(NV)的区域中被掺杂，特别是n型掺杂。
99.根据前述特征1至28中的一个或多个和根据特征85和/或根据特征85至98中的一个或多个以及根据特征85的基于混合晶体的量子比特(QUB)，
-其中量子比特(QUB)的量子点类型的特征在于，基板(D)或外延层(DEPI)包含根据特征85的混合晶体，并且
-在量子点(NV)区域中的基板(D)或外延层(DEPI)掺杂有没有核磁矩μ的同位素。
100.根据特征98至99中的一个或多个的基于混合晶体的量子比特(QUB)，
-其中，量子比特(QUB)的量子点(NV)带电荷，特别是带负电荷，并且是杂质中心。
101.根据前述特征1至28中的一个或多个和根据特征85和/或根据特征85至100中的一个或多个和根据特征85的基于混合晶体的量子比特(QUB)，
-其中量子点(NV)区域中的基板(D)或外延层(DEPI)掺杂有没有磁矩μ的同位素或没有核自旋的同位素。
102.根据前述特征1至28中的一个或多个和根据特征85和/或根据特征85至101中的一个或多个和根据特征85的基于混合晶体的量子比特(QUB)，
-其中电阻接触(KV11，KV12，KH11，KH12)，特别是其金属化包含钛。
核量子比特构造103-202
通用核(自旋)量子比特(CQUB)103-202
103.核量子比特(CQUB)，
-包括用于控制核量子点(CI)的设备
-具有基板(D)，和
-如果有必要的话，具有外延层(DEPI)，和
-具有核量子点(CI)，和
-使用能够在核量子点(CI)的位置处产生圆极化电磁波场(BRW)的装置，
-其中，如果存在的话，外延层(DEPI)被沉积在基板(D)上，并且
-其中，基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)具有表面(OF)，并且
-其中核量子点(CI)具有磁矩，特别是核自旋，并且
-其中，适于产生电磁波场(BRW)的装置位于基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面(OF)上。
104.根据特征103的核量子比特(CQUB)，
-其中适于产生电磁波场(BRW)的装置适于产生电磁圆极化波场(BRW)。
105.根据特征103或104的核量子比特(CQUB)，
-其中适于产生电磁波场(BRW)的装置借助于绝缘体(IS)或中间另外的绝缘体(IS2)直接或间接地牢固地连接到基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)和/或基板(D)的表面(OF)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面(OF)。
106.根据特征103至105中的一个或多个的核量子比特(CQUB)，
-其中，焊料可以沿从核量子点(CI)的位置到基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面(OF)的垂线(LOT)沉淀，并且
-其中，垂线(LOT)在垂点(LOTP)处穿过基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面(OF)，并且
-其中用于产生电磁波场，特别是圆极化电磁波场，特别是无线电波场(BRW)的装置位于垂点(LOTP)附近或垂点(LOTP)处。
107.核量子比特(CQUB)，特别是根据前述特征103至106中的一个或多个，
-具有水平线(LH)和
-具有垂直线(LV)，
-其中，水平线(LH)和垂直线(LV)位于基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面上。
108.核量子比特(CQUB)，特别是根据前述特征103至107中的一个或多个的核量子比特，
-具有水平线(LH)和
-具有垂直线(LV)，
-其中，水平线(LH)和垂直线(LV)位于基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面上，并且
-其中，水平线(LH)和垂直线(LV)经由另外的绝缘体(IS2)直接或间接地牢固地连接到基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)。
109.根据前述特征103至107中的一个或多个的核量子比特(CQUB)，
-其中水平线(LH)和垂直线(LV)构成适于在核量子点(CI)的位置处产生电磁波场，特别是圆极化电磁波场，特别是无线电波场(BRW)的装置。
110.根据前述特征103至109中的一个或多个和前述特征107或108的核量子比特(CQUB)，
-其中，焊料可以沿从核量子点(CI)的位置到基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面(OF)的垂线(LOT)沉淀，并且
-其中，垂线(LOT)在垂点(LOTP)处穿过基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面(OF)，并且
-其中水平线(LH)和垂直线(LV)在垂点(LOTP)附近或垂点(LOTP)处以非零交叉角(α)相交。
111.根据前述特征103至110中的一个或多个和特征107或108的核量子比特(CQUB)，
-其中水平线(LH)与垂直线(LV)电隔离。
112.根据前述特征103至111中的一个或多个和前述特征107或108的核量子比特(CQUB)，
-其中水平线(LH)借助于电绝缘体(IS)与垂直线(LV)电隔离。
113.根据前述特征103至112中的一个或多个和前述特征107或108的核量子比特(CQUB)，
-其中水平线(LH)和/或垂直线(LV)对绿光是透明的，并且
-其中，特别地，水平线(LH)和/或垂直线(LV)由对绿光光学透明的导电材料，特别是铟锡氧化物(常用缩写ITO)制成。
114.根据前述特征103至113中的一个或多个和前述特征107或108的核量子比特(CQUB)，
-其中水平线(LH)和/或垂直线(LV)由基本上包含不具有核磁矩μ的同位素的材料制成。
115.根据前述特征103至114中的一个或多个和前述特征107或108的核量子比特(CQUB)，
-其中水平线(LH)和/或垂直线(LV)由基本上包含没有核磁矩μ的46Ti同位素和/或48Ti同位素和/或50Ti同位素的材料制成。
116.根据前述特征103至113中的一个或多个和特征110的核量子比特(CQUB)，
-其中角度(α)基本上是直角。
117.根据前述特征103至116中的一个或多个的核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)包含顺磁中心。
118.根据前述特征103至117中的一个或多个的核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)包含量子点(NV)。
119.根据前述特征103至118中的一个或多个的核量子比特(CQUB)，
-其中具有电荷载流子或电荷载流子构造的顺磁中心位于核量子点(CI)附近；并且
-其中电荷载流子或电荷载流子构造具有电荷载流子自旋态；并且
-其中核量子点(CI)具有核自旋态，并且
-其中附近在这里应当被理解为，
-核自旋态能够影响电荷载流子自旋态，和/或
-载流子自旋态能够影响核自旋态。
120.根据前述特征103至119中的一个或多个的核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)在核量子点(CI)的区域中掺杂有没有核自旋的同位素。
121.根据前述特征103至120中的一个或多个的核量子比特(CQUB)，
-其中，核量子点(CI)位于基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面(OF)下方沿垂线(LOT)的第一核间距(d1’)处，并且
-其中第一核间距(d1’)为2nm至60nm和/或为5nm至30nm和/或为10nm至20nm，特别优选5nm至30nm的第一核间距(d1’)。
122.根据前述特征103至121中的一个或多个的核量子比特(CQUB)，
-其中水平线(LH，LH1)是微带线的一部分和/或三板线的一部分，和/或
-其中垂直线(LV，LV1)是微带线的一部分和/或三板线(SV1，LH，SV2)的一部分。
123.根据特征122的核量子比特(CQUB)，
-其中微带线包括第一垂直屏蔽线(SV1)和垂直线(LV)，或者
-其中微带线包括第一水平屏蔽线(SH1)和水平线(LH)。
124.根据特征122的核量子比特(CQUB)，
-其中三板线包括第一垂直屏蔽线(SV1)和第二垂直屏蔽线(SV2)以及在第一垂直屏蔽线(SV1)和第二垂直屏蔽线(SV2)之间延伸的垂直线(LV)，或者
-其中三板线包括第一水平屏蔽线(SH1)和第二水平屏蔽线(SH2)以及在第一水平屏蔽线(SH1)和第二水平屏蔽线(SH2)之间延伸的水平线(LV)。
125.根据前述特征103至124中的一个或多个的核量子比特(CQUB)，
-其中通过三板线(SV1，LV，SV2)的电流(ISV1，IV，ISV2)之和为零。
126.根据前述特征103至125中的一个或多个的核量子比特(CQUB)，
-其中，第一另外垂直焊料可以沿着从第一虚拟垂直核量子点(VVCI1)的位置到基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面(OF)的平行于第一垂线(LOT)的第一另外垂直垂线(VLOT1)沉淀，并且
-其中第一虚拟垂直核量子点(VVCI1)位于距表面(OF)的第一距离(d1)处，并且
-其中，第一另外垂直垂线(VLOT1)在第一另外垂直垂点(VLOTP1)处穿过基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面(OF)，并且
-其中，水平线(LH)和第一垂直屏蔽线(SV1)位于基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面上，并且
-其中水平线(LH)和第一垂直屏蔽线(SV1)在第一垂直垂点(VLOTP1)附近或第一垂直垂点(VLOTP1)处以非零交叉角(α)相交，并且
-其中，第二另外垂直焊料可以沿着从第二虚拟垂直核量子点(VVCI2)的位置到基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面(OF)的平行于第一垂线(LOT)的第二另外垂直垂线(VLOT2)沉淀，并且
-其中第二虚拟垂直核量子点(VVCI2)位于距表面(OF)的第一距离(d1)处，并且
-其中，第二另外垂直垂线(VLOT2)在第二另外垂直垂点(VLOTP2)处穿过基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面(OF)，并且
-其中，水平线(LH)和第二垂直屏蔽线(SV2)位于基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面上，并且
-其中水平线(LH)和第二垂直屏蔽线(SV2)在第二垂直垂点(VLOTP2)附近或第二垂直垂点(VLOTP2)处以非零交叉角(α)相交，并且
-其中通过三板线的各个线路(SV1，LV，SV2)的各个电流(ISV1，IV，ISV2)被选择为使得，
在第一虚拟垂直核量子点(VVCI1)的位置处的第一虚拟垂直磁通量密度矢量(BVVCI1)的幅度几乎为零，并且
在第二虚拟垂直核量子点(VVCI2)的位置处的第二虚拟垂直磁通量密度矢量(BVVCI2)的幅度几乎为零，并且
在核量子点(CI)的位置处的磁通量密度矢量(BCI)的幅度不为零。
127.根据前述特征103至126中的一个或多个的核量子比特(CQUB)，
-其中，第一另外水平垂线可以沿着从第一虚拟水平核量子点(VHCI1)的位置到基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面(OF)的平行于第一垂线(LOT)的第一另外水平垂线(HLOT1)沉淀，和
-其中第一虚拟水平核量子点(VHCIV1)位于距表面(OF)的第一距离(d1)处，并且
-其中，第一另外水平垂线(HLOT1)在第一另外水平垂点(HLOTP1)处穿过基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面(OF)，并且
-其中，垂直线(LV)和第一水平屏蔽线(SH1)位于基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面上，并且
-其中垂直线(LV)和第一水平屏蔽线(SH1)在第一水平垂点(HLOTP1)附近或第一水平垂点(HLOTP1)处以非零交叉角(α)相交，并且
-其中，第二另外水平垂线可以沿着从第二虚拟水平核量子点(VHCI2)的位置到基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面(OF)的平行于第一垂线(LOT)的第二另外水平垂线(HLOT2)沉淀，并且
-其中第二虚拟水平核量子点(VHCI2)位于距表面(OF)的第一距离(d1)处，并且
-其中，第二另外水平垂线(HLOT2)在第二另外水平垂点(HLOTP2)处穿过基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面(OF)，并且
-其中，垂直线(LV)和第二水平屏蔽线(SH2)位于基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面上，并且
-其中垂直线(LV)和第二水平屏蔽线(SH2)在第二水平垂点(HLOTP2)附近或第二水平垂点(HLOTP2)处以非零交叉角(α)相交，并且
-其中通过三板线的各个线路(SH1，LH，SH2)的各个电流(ISH1，IH，ISH2)被选择为使得，
在第一虚拟水平核量子点(VHCI1)的位置处的第一虚拟水平磁通量密度矢量(BVHCI1)的幅度几乎为零，并且
在第二虚拟水平核量子点(VHCI2)的位置处的第二虚拟水平磁通量密度矢量(BVHCI2)的幅度几乎为零，并且
在核量子点(CI)的位置处的磁通量密度矢量(BNV)的幅度不为零。
128.根据前述特征103至127中的一个或多个的核量子比特(CQUB)，
-其中在垂点(LOTP)的区域中或附近，基板(D)借助于至少一个第一水平欧姆接触(KH11)连接到第一水平屏蔽线(SH1)，和/或
-其中在垂点(LOTP)的区域中或附近，基板(D)借助于至少一个第二水平欧姆接触(KH12)连接到第二水平屏蔽线(SH2)，和/或
-其中在垂点(LOTP)的区域中或附近，基板(D)借助于至少一个第一垂直欧姆接触(KV11)连接到第一垂直屏蔽线(SV1)，和/或
-其中在垂点(LOTP)的区域中或附近，基板(D)借助于至少一个第二垂直欧姆接触(KV12)连接到第二垂直屏蔽线(SV2)。
129.根据前述特征103至128中的一个或多个的核量子比特(CQUB)，
-其中电阻接触(KV11，KV12，KH11，KH12)，特别是其金属化包含钛。
基于金刚石的核(自旋)量子比特(CQUB)130-202
130.根据前述特征103至129中的一个或多个的金刚石核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含金刚石材料。
131.根据特征130的金刚石核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含金刚石材料，该金刚石材料具有金刚石材料中的NV中心或金刚石材料中的作为量子点(NV)的其它顺磁性杂质中心。
132.根据前述特征130至131中的一个或多个的金刚石核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含金刚石材料和金刚石材料中的量子点(NV)，并且
-其中量子点(NV)是SiV中心。
133.根据前述特征130至132中的一个或多个的金刚石核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含金刚石材料和金刚石材料中的量子点(NV)，和
-其中量子点(NV)包含空位。
134.根据前述特征130至133中的一个或多个的金刚石核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含金刚石材料和金刚石材料中的量子点(NV)，并且
-其中量子点(NV)包含Si原子或Ge原子或N原子或P原子或As原子或Sb原子或Bi原子或Sn原子或Mn原子或F原子或在金刚石材料中产生具有顺磁行为的杂质中心的任何其它原子。
135.根据前述特征130到134中的一个或多个的金刚石核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含金刚石材料，并且金刚石材料中的核量子点(CI)是13C同位素或29Si同位素或14N同位素或15N同位素的原子核或原子核具有磁矩的其它原子的原子核。
136.根据前述特征130至135中的一个或多个的金刚石核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含金刚石材料，并且核量子点(CI)是金刚石材料中的NV中心的氮原子的14N同位素核或15N同位素的原子核。
137.根据前述特征130至136中的一个或多个的金刚石核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含金刚石材料，并且
-其中核量子点(CI)是13C同位素的原子核，并且
-其中在金刚石材料中，NV中心或ST1中心或L2中心或其它顺磁中心位于13C同位素附近，
-其中，附近在这里应当被理解为是指，13C同位素的核自旋的磁场能够影响NV中心或ST1中心或L2中心或其它顺磁中心的电子构型的自旋，并且NV中心或ST1中心或L2中心或其它顺磁中心的电子构型的自旋能够影响13C同位素的核自旋。
138.根据前述特征130至137中的一个或多个的金刚石核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含金刚石材料，并且
-其中核量子点(CI)是在金刚石材料中具有核自旋的同位素，并且
-其中在金刚石材料中，NV中心或ST1中心或L2中心或其它顺磁中心位于具有核自旋的同位素附近，
-其中，附近在这里应当被理解为，同位素核自旋的磁场能够影响NV中心的电子构型的自旋，并且NV中心或ST1中心或L2中心或其它顺磁中心的电子构型的自旋能够影响同位素的核自旋。
139.根据前述特征130至138中的一个或多个的金刚石核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含金刚石材料，并且
-其中核量子点(CI)是在金刚石材料中具有核自旋的同位素，并且
-其中至少一个其它核量子点(CI’)是金刚石材料中的具有核自旋的同位素，并且
-其中，在金刚石材料中，NV中心或ST1中心或L2中心或其它顺磁中心位于核量子点(CI)附近；并且
-其中，NV中心或ST1中心或L2中心或其它顺磁中心位于金刚石材料中的至少一个其它核量子点(CI’)附近，
-其中附近在这里应当被理解为，
核量子点(CI)的磁场能够分别影响NV中心或ST1中心或L2中心或其它顺磁中心的电子构型的自旋；并且
至少一个其它核量子点(CI’)的磁场能够影响NV中心或ST1中心或L2中心或其它顺磁中心的电子构型的自旋，并且
NV中心或ST1中心或L2中心或其它顺磁中心的电子构型的自旋能够影响核量子点(CI)的核自旋，并且
NV中心或ST1中心或L2中心或其它顺磁中心的电子构型的自旋能够影响至少一个其它核量子点(CI’)的核自旋。
140.根据特征139的金刚石核量子比特(CQUB)，
-其中核量子比特(CI，CI’)与NV中心或ST1中心或L2中心或其它顺磁中心的电子构型之间的耦合强度在1kHz至200GHz和/或10kHz至20GHz和/或100kHz至2GHz和/或0.2MHz至1GHz和/或0.5MHz至100MHz和/或1MHz至50MHz的范围内，特别优选为10MHz。
141.根据前述特征130至140中的一个或多个的金刚石核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含金刚石材料，并且
-其中金刚石材料具有包含12C同位素的基本上同位素纯的外延生长层(DEPI)。
142.根据前述特征130至141中的一个或多个的金刚石核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)在核量子点(CI)的区域中被掺杂，特别是n型掺杂。
143.根据前述特征130至142中的一个或多个的金刚石核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含金刚石材料，并且
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)在核量子点(CI)的区域中掺杂有硫。
144.根据特征130至143中的一个或多个的金刚石核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)在核量子点(CI)的区域中掺杂有没有核自旋的硫。
145.根据前述特征130至144中的一个或多个的金刚石核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)在核量子点(CI)的区域中基本上掺杂有32S同位素。
146.根据前述特征130至145中的一个或多个的金刚石核量子比特(CQUB)，
-其中核量子点(CI)的区域中的基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)基本上掺杂有没有核磁矩的同位素。
147.根据前述特征130至146中的一个或多个的金刚石核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含金刚石材料，并且
-其中金刚石材料基本上包含不具有核磁矩μ的碳同位素，和/或
-其中金刚石材料基本上仅包含没有核磁矩μ的12C同位素和/或14C碳同位素，和/或
-其中金刚石材料基本上仅包含没有核磁矩μ的12C同位素。
148.根据前述特征130至147中的一个或多个的金刚石核量子比特(CQUB)，
-其中电阻接触(KV11，KV12，KH11，KH12)，特别是其金属化包含钛。
硅基核(自旋)量子比特(CQUB)149-166
149.根据前述特征103至129中的一个或多个的硅核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含硅材料，特别是硅晶体。
150.根据特征149的硅核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含硅材料，特别是硅晶体，其具有硅材料中的G中心或硅材料中的另一顺磁性杂质中心作为量子点(NV)。
151.根据前述特征149至150中的一个或多个的硅核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含硅材料，特别是硅晶体，以及硅材料中的量子点(NV)，并且
-其中量子点(NV)包含硅材料中的空位。
152.根据前述特征149至151中的一个或多个的硅核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含硅材料，特别是硅晶体，以及硅材料中的量子点(NV)，并且
-其中量子点(NV)包含C同位素或Ge同位素或N同位素或P同位素或As同位素或Sb同位素或Bi同位素或Sn同位素或Mn同位素或F同位素或在硅材料中产生具有顺磁行为的杂质中心的任何其它同位素。
153.根据前述特征149至152中的一个或多个的硅核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含硅材料，特别是硅晶体，并且
-其中硅材料中的核量子点(CI)是29Si同位素或原子核具有非零核磁矩μ的其它原子的原子核。
154.根据前述特征149至153中的一个或多个的硅核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含硅材料，特别是硅晶体，并且
-其中硅材料中的核量子点(CI)是29Si同位素的原子核或其原子核具有非零核磁矩μ的其它原子的原子核，并且
-其中29Si同位素或具有非零核磁矩μ的其它同位素分别在与硅材料中的G中心或顺磁性杂质中心的耦合范围内的紧邻处，并且
-其中G中心或顺磁扰动中心是本文意义上的量子点(NV)。
155.根据前述特征149至154中的一个或多个的硅核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含硅材料，特别是硅晶体，并且核量子点(CI)是硅材料中的G中心的13C同位素或29Si同位素的原子核。
156.根据前述特征149至155中的一个或多个的硅核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含硅材料，特别是硅晶体，并且
-其中核量子点(CI)是29Si同位素的原子核，并且
-其中在硅材料中，G中心或其它顺磁中心作为量子点(NV)位于29Si同位素附近，
-其中，附近在这里应当被理解为是指，29Si同位素的核自旋的磁场能够影响G中心或其它顺磁中心的电子构型的自旋，并且G中心或其它顺磁中心的电子构型的自旋能够影响29Si同位素的核自旋。
157.根据前述特征149至156中的一个或多个的硅核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含硅材料，特别是硅晶体，并且
-其中核量子点(CI)是硅材料中的具有非零核磁矩μ的同位素，并且
-其中，在硅材料中，特别是作为量子点(NV)的G中心或其它顺磁中心位于具有核磁矩μ的同位素附近，
-其中，附近在这里应当被理解为是指，同位素的核自旋的核磁矩μ能够影响G中心或其它顺磁中心的电子构型的自旋，并且G中心或其它顺磁中心的电子构型的自旋能够影响同位素的核自旋。
158.根据前述特征149至157中的一个或多个的硅核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含硅材料，特别是硅晶体，和
-其中核量子点(CI)是硅材料中的具有核自旋的同位素，并且
-其中至少一个其它核量子点(CI’)是硅材料中的具有核自旋的同位素，并且
-其中G中心或其它顺磁中心在核量子点(CI)附近位于硅材料中；并且
-其中G中心或其它顺磁中心在硅材料中位于至少一个其它核量子点(CI’)附近，
-其中，附近在这里应当被理解为，
核量子点(CI)的磁场能够影响G中心或其它顺磁中心的电子构型的自旋，并且
至少一个其它核量子点(CI’)的磁场能够影响G中心或其它顺磁中心的电子构型的自旋，并且
G中心或其它顺磁中心的电子构型的自旋能够影响核量子点(CI)的核自旋，并且
G中心或其它顺磁中心的电子构型的自旋能够影响至少一个其它核量子点(CI’)的核自旋。
159.根据特征158的硅核量子比特(CQUB)，
-其中核量子比特(CI，CI’)与G中心或其它顺磁中心的电子构型之间的耦合强度在1kHz至200GHz和/或10kHz至20GHz和/或100kHz至2GHz和/或0.2MHz至1GHz和/或0.5MHz至100MHz和/或1MHz至50MHz的范围内，特别优选为10MHz。
160.根据前述特征149至159中的一个或多个的硅核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含硅材料，特别是硅晶体，并且
-其中硅材料包括基本上具有28Si同位素和/或30Si同位素的外延生长层(DEPI)。
161.根据前述特征149至160中的一个或多个的硅核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含硅材料，特别是硅晶体，并且
-其中硅材料包括基本上为28Si同位素的基本上同位素纯的外延生长层(DEPI)。
162.根据前述特征149至161中的一个或多个的硅核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)在核量子点(CI)的区域中被掺杂，特别是n型掺杂。
163.根据前述特征149至162中的一个或多个的硅核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含硅材料，特别是硅晶体，并且
-其中基板(D)或外延层(DEPI)在核量子点(CI)的区域中掺杂有一种或多种以下同位素，即，
-以20Te、122Te、124Te、126Te、128Te、130Te、46Ti、48Ti、50Ti、12C、14C、74Se、76Se、78Se、80Se、130Ba、132Ba、134Ba、136Ba、138Ba、32S、34S和36S用于n型掺杂，或
-以10Be、102Pd、104Pd、106Pd、108Pd、110Pd和204Tl用于p型掺杂。
164.根据前述特征149至163中的一个或多个的硅核量子比特(CQUB)，
-其中核量子点(CI)的区域中的基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)基本上掺杂有没有核磁矩的同位素。
165.根据前述特征149至164中的一个或多个的硅核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含硅材料，特别是硅晶体，并且
-其中硅材料基本上包含不具有核磁矩μ的硅同位素，和/或
-其中硅材料基本上仅包含没有核磁矩μ的28Si同位素和/或30Si硅同位素，和/或
-其中硅材料基本上仅包含没有核磁矩μ的28Si同位素。
166.根据前述特征149至165中的一个或多个的硅核量子比特(CQUB)，
-其中电阻接触(KV11，KV12，KH11，KH12)，特别是其金属化包含钛。
基于碳化硅的核(自旋)量子比特(CQUB)167-184
167.根据前述特征103至129中的一个或多个的碳化硅核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含碳化硅材料，特别是碳化硅晶体。
168.根据特征167的碳化硅核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含碳化硅材料，特别是碳化硅晶体，其具有作为量子点(NV)的碳化硅材料中的VSi中心和/或DV中心和/或VCVSI中心和/或CAVSI中心和/或NCVSI中心或者碳化硅材料中的其它顺磁性杂质中心。
169.根据前述特征167至168中的一个或多个的碳化硅核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含碳化硅材料，特别是碳化硅晶体，以及碳化硅材料中的量子点(NV)，并且
-其中量子点(NV)包含碳化硅材料中的空位。
170.根据前述特征167至169中的一个或多个的碳化硅核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含碳化硅材料，特别是硅晶体，以及碳化硅材料中的量子点(NV)，并且
-其中量子点(NV)包含空位或在非C位置处的C原子或在非Si位置处的Si原子或Ge原子或N原子或P原子或As原子或Sb原子或Bi原子或Sn原子或Mn原子或F原子或在碳化硅中产生顺磁性杂质中心的任何其它原子。
171.根据前述特征167至170中的一个或多个的碳化硅核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含碳化硅材料，特别是碳化硅晶体，并且
-其中碳化硅材料中的核量子点(CI)是13C同位素的原子核或29Si同位素的原子核或原子核具有非零核磁矩μ的其它原子的原子核。
172.根据前述特征167至171中的一个或多个的碳化硅核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含碳化硅材料，特别是碳化硅晶体，并且
-其中碳化硅材料中的核量子点(CI)是13C同位素的原子核或29Si同位素的原子核或原子核具有非零核磁矩μ的其它原子的原子核，并且
-其中13C同位素或29Si同位素或具有非零核磁矩μ的其它同位素在与碳化硅材料中的VSi中心和/或DV中心和/或VCVSI中心或CAVSi中心或NCVSI中心或顺磁性杂质中心的耦合范围内的紧邻处，并且
-其中VSi中心或DV中心或VCVSI中心或CAVSi中心或NCVSI中心或顺磁性杂质中心分别是本文意义上的量子点(NV)。
173.根据前述特征167至172中的一个或多个的碳化硅核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含碳化硅材料，特别是碳化硅晶体，并且核量子点(CI)分别是碳化硅材料中的NCVSI中心或DV中心或VCVSI中心或CAVSi中心的13C同位素或29Si同位素的原子核。
174.根据前述特征167至173中的一个或多个的碳化硅核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含碳化硅材料，特别是碳化硅晶体，并且核量子点(CI)是碳化硅材料中的NCVSI中心的13C同位素或29Si同位素或14N同位素或15N同位素的原子核。
175.根据前述特征149至174中的一个或多个的碳化硅核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含碳化硅材料，特别是碳化硅晶体，并且
-其中核量子点(CI)是29Si同位素或13C同位素的原子核，并且
-其中在硅材料中，VSi中心或DV中心或VCVSI中心或CAVSi中心或NCVSI中心或其它顺磁中心作为量子点(NV)位于29Si同位素或13C同位素的附近，
-其中附近在这里应当被理解为，29Si同位素或13C同位素的核自旋的磁场能够分别影响VSi中心或DV中心或VCVSI中心或CAVSi中心或NCVSI中心或其它顺磁中心的电子构型的自旋，并且分别地，VSi中心或DV中心或VCVSI中心或CAVSi中心或NCVSI中心或其它顺磁中心的电子构型的自旋能够分别影响29Si同位素或13C同位素的核自旋。
176.根据前述特征167至175中的一个或多个的碳化硅核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含碳化硅材料，特别是碳化硅晶体，和
-其中核量子点(CI)是碳化硅材料中的具有非零核磁矩μ的同位素，并且
-其中在碳化硅材料中，特别是作为量子点(NV)的VSi中心或DV中心或VCVSI中心或CAVSi中心或NCVSI中心或其它顺磁中心位于具有核磁矩μ的同位素的附近，
-其中附近在这里应当被理解为，同位素的核自旋的核磁矩μ能够分别影响VSi中心或DV中心或VCVSI中心或CAVSi中心或NCVSI中心或其它顺磁中心的电子构型的自旋，并且VSi中心或DV中心或VCVSI中心或CAVSi中心或NCVSI中心或其它顺磁中心的电子构型的自旋能够分别影响同位素的核自旋。
177.根据前述特征167至176中的一个或多个的碳化硅核量子比特(CQUB)
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含碳化硅材料，特别是碳化硅晶体，并且
-其中核量子点(CI)是碳化硅材料中的具有核自旋的同位素，并且
-其中至少一个其它核量子点(CI’)是碳化硅材料中的具有核自旋的同位素，并且
-其中在硅材料中，VSi中心或DV中心或VCVSI中心或CAVSi中心或NCVSI中心或其它顺磁中心位于核量子点(CI)附近，并且
-其中VSi中心或DV中心或VCVSI中心或CAVSi中心或NCVSI中心或其它顺磁中心位于碳化硅材料中的至少一个其它核量子点(CI’)附近，
-其中，附近在这里应当被理解为，
-核量子点(CI)的磁场能够影响VSi中心或DV中心或VCVSI中心或CAVSi中心或NCVSI中心或其它顺磁中心的电子构型的自旋，并且
-至少一个其它核量子点(CI’)的磁场能够影响VSi中心或DV中心或VCVSI中心或CAVSi中心或NCVSI中心或其它顺磁中心的电子构型的自旋，并且
-VSi中心或DV中心或VCVSI中心或CAVSi中心或NCVSI中心或其它顺磁中心的电子构型的自旋能够影响核量子点(CI)的核自旋，并且
-VSi中心或DV中心或VCVSI中心或CAVSi中心或NCVSI中心或其它顺磁中心的电子构型的自旋分别能够影响至少一个其它核量子点(CI’)的核自旋。
178.根据特征177的碳化硅核量子比特(CQUB)，
-其中核量子比特(CI，CI’)与VSi中心或DV中心或VCVSI中心或CAVSi中心或NCVSI中心或其它顺磁中心的电子构型之间的耦合强度在1kHz至200GHz和/或10kHz至20GHz和/或100kHz至2GHz和/或0.2MHz至1GHz和/或0.5MHz至100MHz和/或1MHz至50MHz的范围内，特别优选为10MHz。
179.根据前述特征167至178中的一个或多个的碳化硅核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含碳化硅材料，特别是碳化硅晶体，并且
-其中碳化硅材料包括具有基本上28Si同位素和/或30Si同位素以及基本上12C同位素和/或14C同位素的外延生长层(DEPI)。
180.根据前述特征167至179中的一个或多个的碳化硅核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含碳化硅材料，特别是碳化硅晶体，并且
-其中碳化硅材料包括基本上由28Si同位素和12C同位素组成的基本上同位素纯的外延生长层(DEPI)。
181.根据前述特征167至180中的一个或多个的碳化硅核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)在核量子点(CI)的区域中被掺杂，特别是n型掺杂。
182.根据前述特征167至181中的一个或多个的碳化硅核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)在核量子点(CI)的区域中基本上掺杂有不具有核磁矩的同位素。
183.根据前述特征167至182中任一个或多个的碳化硅核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含碳化硅材料，特别是碳化硅晶体，并且
-其中碳化硅材料基本上包含没有核磁矩μ的硅同位素或碳同位素，和/或
-其中碳化硅材料基本上仅包含不具有核磁矩μ的28Si同位素和/或30Si硅同位素，和/或
-其中碳化硅材料基本上仅包含不具有核磁矩μ的12C同位素和/或14C硅同位素，和/或
-其中碳化硅材料基本上仅包含不具有核磁矩μ的28Si同位素和不具有核磁矩μ的12C同位素。
184.根据前述特征167至183中的一个或多个的碳化硅核量子比特(CQUB)，
-其中电阻接触(KV11，KV12，KH11，KH12)，特别是其金属化包含钛。
基于固体混合晶体的核(自旋)量子比特(CQUB)185-202
185.根据前述特征103至129中的一个或多个的基于混合晶体的核量子比特(CQUB)，
-其中除量子点(NV)和核量子点(CI)以及掺杂剂以外，混合晶体基本上包含元素周期表的第IV主族的一种元素，即，仅是未与其它元素混合的晶体，或者
-由此，除量子点(NV)和核量子点(CI)以及掺杂剂以外，混合晶体基本上包含元素周期表的第IV主族的几种不同元素的原子。
186.根据特征185的基于混合晶体的核量子比特(CQUB)，
-其中除量子点(NV)和核量子点(CI)以及掺杂剂以外，混合晶体基本上包含元素周期表的第IV主族的两种不同元素的原子，或者
-其中除量子点(NV)和核量子点(CI)以及掺杂剂以外，混合晶体基本上包含元素周期表的第IV主族的三种不同元素的原子，或者
-其中除量子点(NV)和核量子点(CI)以及掺杂剂以外，混合晶体基本上包含元素周期表的第IV主族的四种不同元素的原子。
187.根据前述特征185至186中的一个或多个和根据特征185的基于混合晶体的核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)或外延层(DEPI)包含根据特征185的混合晶体，并且
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含混合晶体中的顺磁性杂质中心作为量子点(NV)。
188.根据前述特征185至186中的一个或多个和根据特征185的基于混合晶体的核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包括混合晶体以及混合晶体中的量子点(NV)，并且
-其中量子点(NV)包含混合晶体中的空位。
189.根据前述特征185至188中的一个或多个和根据特征185的基于混合晶体的核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含根据特征185的混合晶体以及混合晶体中的量子点(NV)，并且
-其中量子点(NV)包含空位或在非C位置处的C原子或非Si位置处的Si原子或Ge原子或N原子或P原子或As原子或Sb原子或Bi原子或Sn原子或Mn原子或F原子或在碳化硅中产生顺磁性杂质中心的任何其它原子。
190.根据前述特征185至189中的一个或多个和根据特征185的基于混合晶体的核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含根据特征185的混合晶体，和
-其中混合晶体中的核量子点(CI)是同位素13C、29Si、73Ge、115Sn、117Sn、119Sn、207Pb的一种或多种同位素和/或具有非零核磁矩μ的同位素的一种或多种同位素。
191.根据前述特征185至190中的一个或多个和根据特征185的基于混合晶体的核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含根据特征185的混合晶体，和
-其中混合晶体中的核量子点(CI)是13C同位素的原子核或29Si同位素的原子核和/或73Ge同位素和/或115Sn同位素和/或117Sn同位素和/或119Sn的核同位素和/或207Pb同位素或原子核具有非零核磁矩μ的其它同位素，并且
-其中具有非零核磁矩μ的所述原子核位于与混合晶体中的顺磁性杂质中心的耦合范围内的紧邻处，并且
-其中顺磁扰动中心是用于本文目的的量子点(NV)。
192.根据前述特征185至191中的一个或多个和根据特征185的基于混合晶体的核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含根据特征185的混合晶体，并且
-其中核量子点(CI)是作为混合晶体中的量子点(N)的顺磁中心的一部分的具有非零核磁矩μ的原子核同位素。
193.根据前述特征185至192中的一个或多个和根据特征185的基于混合晶体的核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含根据特征185的混合晶体，并且
-其中核量子点(CI)是混合晶体中具有非零核磁矩μ的原子核同位素。
194.根据前述特征185至193中的一个或多个和根据特征185的基于混合晶体的核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含根据特征185的混合晶体，并且
-其中核量子点(CI)是在混合晶体中具有非零核磁矩μ的同位素的原子核，并且
-其中在混合晶体中，顺磁中心作为量子点(NV)被排列在原子核附近，
-其中，附近在这里应当被理解为，原子核的核自旋磁场能够影响顺磁中心的电子构型的自旋，并且顺磁中心的电子构型的自旋能够影响原子核的核自旋核。
195.根据前述特征185至194中的一个或多个和根据特征185的基于混合晶体的核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含根据特征185的混合晶体，并且
-其中核量子点(CI)是在混合晶体中具有非零核磁矩μ的同位素，并且
-其中在混合晶体中，特别是作为量子点(NV)的顺磁中心位于具有核磁矩μ的同位素附近，
-其中，附近在这里应当被理解为，同位素的核自旋的核磁矩μ能够影响顺磁中心的电子构型的自旋，并且顺磁中心的电子构型的自旋能够影响同位素的核自旋。
196.根据前述特征185至195中的一个或多个和根据特征185的基于混合晶体的核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含根据特征185的混合晶体，并且
-其中核量子点(CI)是混合晶体中的具有核自旋的同位素，并且
-其中至少一个其它核量子点(CI’)是混合晶体中的具有核自旋的同位素，并且
-其中在混合晶体中，顺磁中心位于核量子点(CI)附近，并且
-其中顺磁中心位于混合晶体中的至少一个其它核量子点(CI’)附近，
-其中，附近在这里应当被理解为，
核量子点(CI)的磁场能够影响顺磁中心的电子构型的自旋，并且
至少一个其它核量子点(CI’)的磁场能够影响顺磁中心的电子构型的自旋，并且
顺磁中心的电子构型的自旋能够影响核量子点(CI)的核自旋，并且
顺磁中心的电子构型的自旋能够影响至少一个其它核量子点(CI’)的核自旋。
197.根据特征196的基于混合晶体的核量子比特(CQUB)，
-其中核量子比特(CI，CI’)与顺磁中心的电子构型之间的耦合强度在1kHz至200GHz和/或10kHz至20GHz和/或100kHz至2GHz和/或0.2MHz至1GHz和/或0.5MHz至100MHz和/或1MHz至50MHz的范围内，特别优选为10MHz。
198.根据前述特征185至197中的一个或多个和根据特征185的基于混合晶体的核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含根据特征185的混合晶体，并且
-其中碳化硅材料包括外延生长层(DEPI)，其基本上包含没有磁矩的第IV主族的同位素和/或基本上包含以下列表中的一种或多种同位素：28Si、30Si、12C、14C、70Ge、72Ge、74Ge、76Ge、112Sn、114Sn、116Sn、118Sn、120Sn、122Sn、124Sn。
199.根据前述特征185至198中的一个或多个和根据特征185的基于混合晶体的核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)包含根据特征185的混合晶体，并且
-其中混合晶体包含基本上为28Si同位素和/或12C同位素和/或70Ge同位素和/或72Ge同位素和/或74Ge同位素和/或116Sn同位素和/或118Sn同位素和/或120Sn同位素的基本上同位素纯的外延生长层(DEPI)，术语同位素纯的仅是指形成混合晶体的元素混合物的各元素的原子。
200.根据前述特征185至199中的一个或多个和根据特征185的基于混合晶体的核量子比特(CQUB)，
-其中基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)在核量子点(CI)的区域中被掺杂，特别是n型掺杂。
201.根据前述特征185至200中的一个或多个和根据特征185的基于混合晶体的核量子比特(CQUB)，
-由此，基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)在核量子点(CI)区域中基本上掺杂有不具有核磁矩的同位素。
202.根据前述特征185至201中的一个或多个和根据特征185的基于混合晶体的核量子比特(CQUB)，
-其中电阻接触(KV11，KV12，KH11，KH12)，特别是其金属化包含钛。
寄存器构造203-215
核电子量子寄存器(CEQUREG)203-215
203.核电子量子寄存器(CEQUREG)，
-包括根据特征103至202中的一个或多个的核量子比特(CQUB)，和
-包括根据特征1至102中的一个或多个的量子比特(QUB)，和
-其中核量子比特(CQUB)与量子比特(QUB)的基板(D)或外延层(DEPI)相同。
204.根据特征203的核电子量子寄存器(CEQUREG)，
-其中用于控制核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的装置包括子装置(LH，LV)，该子装置也是用于控制量子比特(QUB)的量子点(NV)的装置的子装置(LH，LV)。
205.根据特征203至204中的一个或多个的核电子量子寄存器(CEQUREG)，
-包括用于控制核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)以及同时用于控制量子比特(QUB)的量子点(NV)的装置，
-具有核量子比特(CQUB)和量子比特(QUB)的共用基板(D)，和
-如果有必要的话，具有核量子比特(CQUB)和量子比特(QUB)的共用外延层(DEPI)，和
-具有核量子比特(CQUB)和量子比特(QUB)的共用装置，其适于在核量子点(CI)的位置和量子点(CI)的位置处产生电磁波场(BRW，BMW)，
-其中，如果存在的话，共用外延层(DEPI)被沉积在共用基板(D)上，并且
-其中，共用基板(D)和/或共用外延层(DEPI)具有表面(OF)，并且
-其中核量子点(CI)具有磁矩，并且
-其中，量子点(NV)是共用基板(D)和/或如果存在的共用外延层(DEPI)中的顺磁中心，并且
-其中，适于产生电磁波场(BRW，BMW)的共用装置位于共用基板(D)和/或共用外延层(DEPI)的表面上。
206.根据特征203至205中的一个或多个的核电子量子寄存器(CEQUREG)，
-其中，适于产生电磁波场(BRW，BMW)的共用装置经由一个或多个绝缘体(IS，IS2)直接或间接地牢固地连接到共用基板(D)和/或共用外延层(DEPI)的表面(OF)。
207.根据特征203至206中的一个或多个的核电子量子寄存器(CEQUREG)，
-其中适于产生圆极化电磁波场(BRW，BMW)的装置适于产生圆极化电磁波场(BRW，BMW)。
208.根据特征203至205中的一个或多个的核电子量子寄存器(CEQUREG)，
-其中，焊料可以沿着从核量子点(CI)的位置和/或从量子点(NV)的位置到基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面(OF)的垂线(LOT)沉淀，并且
-其中，垂线(LOT)在垂点(LOTP)处穿过基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面(OF)，并且
-其中用于产生圆极化无线电波场的装置位于垂点(LOTP)附近或垂点(LOTP)处。
209.根据特征205至208中的一个或多个的核电子量子寄存器(CEQUREG)，
-具有水平线(LH)和
-具有垂直线(LV)，
-其中，水平线(LH)和垂直线(LV)位于基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的表面上。
210.根据特征209的核电子量子寄存器(CEQUREG)，
-其中水平线(LH)和垂直线(LV)在垂点(LOTP)附近或垂点(LOTP)处以非零交叉角(α)相交。
211.根据特征209至210中的一个或多个的核电子量子寄存器(CEQUREG)，
-其中水平线(LH)与垂直线(LV)电隔离。
212.根据特征209至211中的一个或多个的核电子量子寄存器(CEQUREG)，
-其中水平线(LH)借助于电绝缘体(IS)与垂直线(LV)电隔离。
213.根据特征209至212中的一个或多个的核电子量子寄存器(CEQUREG)，
-其中水平线(LH)和/或垂直线(LV)对绿光是透明的，并且
-其中特别地，水平线(LH)和/或垂直线(LV)由对绿光光学透明的导电材料，特别是由铟锡氧化物(常用缩写ITO)制成。
214.根据特征210至213中的一个或多个的核电子量子寄存器(CEQUREG)，
-其中角度(α)基本上是直角。
215.根据特征209至214中的一个或多个的核电子量子寄存器(CEQUREG)，
-其中基板(D)包含金刚石，
-其中核量子点(CI)是13C同位素的原子核，并且
-其中量子点(NV)位于13C同位素附近，并且
-其中量子点(NV)特别是NV中心或其它顺磁性杂质中心，并且
-其中，附近在这里应当被理解为，13C同位素的核自旋的磁场能够特别是经由偶极-偶极相互作用影响量子点(NV)的电子构型的自旋，并且量子点(NV)的电子构型能够特别是经由偶极-偶极相互作用影响13C同位素的核自旋。
216.根据特征209至214中的一个或多个的核电子量子寄存器(CEQUREG)，
-其中基板(D)包含硅材料，特别是硅晶体，
-其中核量子点(CI)是29Si同位素的原子核，并且
-其中量子点(NV)位于29Si同位素附近，并且
-其中量子点(NV)特别是G-中心或其它顺磁扰动中心，并且
-其中，附近在这里应当被理解为，29Si同位素的核自旋的磁场能够特别是经由偶极-偶极相互作用影响量子点(NV)的电子构型的自旋，并且量子点(NV)的电子构型的自旋能够特别是经由偶极-偶极相互作用影响29Si同位素的核自旋。
217.根据特征209至214中的一个或多个的核电子量子寄存器(CEQUREG)，
-其中基板(D)包含碳化硅材料，特别是碳化硅晶体，
-其中核量子点(CI)是29Si同位素的原子核或13C同位素的原子核；并且
-其中量子点(NV)位于29Si同位素或13C同位素附近，并且
-其中量子点(NV)特别是碳化硅材料中的VSi中心和/或DV中心和/或VCVSI中心和/或CAVSi中心和/或NCVSI中心或碳化硅材料中的其它顺磁性杂质中心，并且
-其中，附近在这里应当被理解为是指，29Si同位素或13C同位素的核自旋的磁场能够特别是经由偶极-偶极相互作用影响量子点(NV)的电子构型的自旋，并且量子点(NV)的电子构型的自旋能够特别是经由偶极-偶极相互作用影响29Si同位素或13C同位素的核自旋。
218.根据特征209至214中的一个或多个的核电子量子寄存器(CEQUREG)，
-其中基板(D)包含基本上包含元素周期表的第IV主族的一种或多种元素的混合晶体，
-其中核量子点(CI)是具有非零核磁矩μ的元素周期表的第IV主族的元素的原子核，并且
-由此，量子点(NV)位于该原子核附近，并且
-其中量子点(NV)特别是混合晶体中的顺磁性杂质中心，并且
-其中，附近在这里应当被理解为是指，原子核的核自旋的磁场能够特别是经由偶极-偶极相互作用影响量子点(NV)的电子构型的自旋，并且量子点(NV)的电子构型的自旋能够特别是经由偶极-偶极相互作用影响原子核的核自旋。
219.根据特征209至218中的一个或多个的核电子量子寄存器(CEQUREG)，
-其中量子点(NV)是具有电荷载流子或电荷载流子构造的顺磁中心，并且位于核量子点(CI)附近，并且
-其中电荷载流子或电荷载流子构造具有电荷载流子自旋态；并且
-其中核量子点(CI)具有核自旋态，并且
-其中，附近在这里应当被理解为，
-核自旋态能够影响电荷载流子自旋态，和/或
-电荷载流子自旋态能够影响核自旋态，和/或
-耦合强度的频率范围为至少1kHz和/或至少1MHz且小于20MHz，和/或
-其中耦合强度的频率范围为1kHz至200GHz和/或10kHz至20GHz和/或100kHz至2GHz和/或0.2MHz至1GHz和/或0.5MHz至100MHz和/或1MHz至50MHz，特别优选为10MHz。
量子ALU(QUALU)220-221
220.量子ALU(QUALU)，
-包括根据特征103至202中的一个或多个的第一核量子比特(CQUB1)，和
-包括根据特征103至202中的一个或多个的至少一个第二核量子比特(CQUB2)，和
-包括根据特征1至102中的一个或多个的量子比特(QUB)，
-其中第一核量子比特(CQUB1)与量子比特(QUB)形成根据特征203至215中的一个或多个的第一核电子量子寄存器(CEQUREG1)，并且
-其中第二核量子比特(CQUB2)与量子比特(QUB)形成根据特征203至215中的一个或多个的第二核电子量子寄存器(CEQUREG2)。
221.根据特征220的量子ALU(QUALU)，
-其中用于控制第一核电子量子寄存器(CEQUREG1)的第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)的装置包括子装置(LH，LV)，该子装置也是用于控制第一核电子量子寄存器(CEQUREG1)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的装置的子装置(LH，LV)，并且
-其中用于控制第二核电子量子寄存器(CEQUREG2)的第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)的装置包括子装置(LH，LV)，该子装置也是用于控制第二核电子量子寄存器(CEQUREG2)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的装置的子装置(LH，LV)，并且
-其中用于控制第二核电子量子寄存器(CEQUREG2)的第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)的装置包括子装置(LH，LV)，该子装置也是用于控制第一核电子量子寄存器(CEQUREG1)的第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)的装置的子装置(LH，LV)。
电子A1-电子A2-量子寄存器(QUREG)222-240
222.量子寄存器(QUREG)，
-具有根据前述特征1至102中的一个或多个的第一量子比特(QUB1)，和
-具有根据前述特征1至102中的一个或多个的至少一个第二量子比特(QUB2)，
-其中第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的第一量子点类型等于第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的第二量子点类型。
223.根据前述特征的量子寄存器(QUREG)，
-其中基板(D)或外延层(DEPI)为第一量子比特(QUB1)和第二量子比特(QUB2)共用；并且
-其中第一量子比特(QUB1)的量子点(NV)是第一量子点(NV1)，并且
-其中第二量子比特(QUB2)的量子点(NV)是第二量子点(QUB2)并且
-其中第一量子比特(QUB1)的水平线(LH)在下文中被称为第一水平线(LH1)，并且
-其中第二量子比特(QUB2)的水平线(LH)是所述第一水平线(LH1)，并且
-其中第一量子比特(QUB1)的垂直线(LV)在下文中被称为第一垂直线(LV1)，并且
-其中第二量子比特(QUB2)的垂直线(LV)将在下文中被称为第二垂直线(LV2)。
224.根据特征222至223中的一个或多个的量子寄存器(QUREG)，
-其中第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的磁场和/或状态至少暂时地影响第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的行为，和/或
-其中第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的磁场和/或状态至少暂时影响第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的行为。
225.根据特征222至224中的一个或多个的量子寄存器(QUREG)，
-其中第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)与第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)之间的空间距离(sp12)非常小以使得，
-第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的磁场和/或状态至少暂时影响第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的行为，和/或
-第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的磁场和/或状态至少暂时影响第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的行为。
226.根据特征222至225中的一个或多个的量子寄存器(QUREG)，
-其中第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)与第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)之间的空间距离(sp12)小于50nm和/或小于30nm和/或小于20nm和/或小于10nm和/或小于5nm且大于2nm。
227.根据特征222至226中的一个或多个的量子寄存器(QUREG)，
-具有根据前述特征1至102中的一个或多个的至少一个第三量子比特(QUB3)。
228.根据特征207的量子寄存器(QUREG)，
-其中第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的第一量子点类型等于第三量子比特(QUB3)的第三量子点(NV3)的第三量子点类型。
229.根据特征227至228中的一个或多个和根据特征223的量子寄存器(QUREG)，
-其中基板(D)或外延层(DEPI)为第一量子比特(QUB1)和第三量子比特(QUB3)共用；并且
-其中第三量子比特(QUB3)的量子点(NV)是第三量子点(NV3)，并且
-其中第三量子比特(QUB3)的水平线(LH)是所述第一水平线(LH1)，并且
-由此，第三量子比特(QUB3)的垂直线(LV)将在下文中被称为第三垂直线(LV3)。
230.根据特征227至229中的一个或多个的量子寄存器(QUREG)，
-其中第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的磁场和/或状态至少暂时地影响第三量子比特(QUB3)的第三量子点(NV3)的行为，和/或
-其中第三量子比特(QUB3)的第三量子点(NV3)的磁场和/或状态至少暂时影响第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的行为。
231.根据227至230中的一个或多个特征的量子寄存器(QUREG)，
-其中第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的磁场和/或状态至少暂时地基本上不影响第三量子比特(QUB3)的第三量子点(NV3)的行为，和/或
-其中第三量子比特(QUB3)的第三量子点(NV3)的磁场和/或状态至少暂时地基本上不影响第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的行为，
-由此，“基本上”在这里应当被理解为，在大多数情况下，发生的影响对于技术结果而言是轻微的。
232.根据特征222至231中的一个或多个的量子寄存器(QUREG)，
-其中第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)与第三量子比特(QUB3)的第三量子点(NV3)之间的空间距离(sp13)使得：
-第三量子比特(QUB3)的第三量子点(NV3)的磁场和/或状态至少有时基本上不直接影响第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的行为，和/或
-第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的磁场和/或状态至少暂时地基本上不直接影响第三量子比特(QUB3)的第三量子点(NV3)的行为，
-其中“基本上”在这里应当被理解为是指，在大多数情况下，发生的影响对于技术结果而言是轻微的，并且
-其中“不直接”是指，如果有影响的话，该影响仅能够借助于附属量子点或附属量子比特间接地发生。
233.根据特征227至232中的一个或多个的量子寄存器(QUREG)，
-其中第三量子比特(QUB3)的第三量子点(NV3)与第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)之间的空间距离(sp23)非常小，以使得：
-第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的磁场和/或状态至少暂时地影响第三量子比特(QUB3)的第三量子点(NV3)的行为，和/或
-第三量子比特(QUB3)的第三量子点(NV3)的磁场和/或状态至少暂时地影响第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的行为。
234.根据特征227至233中的一个或多个的量子寄存器(QUREG)，
-其中第三量子比特(QUB3)的第三量子点(NV3)与第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)之间的空间距离(sp23)小于50nm和/或小于30nm和/或小于20nm和/或小于10nm和/或小于5nm且大于2nm。
235.根据特征222至234中的一个或多个的量子寄存器(QUREG)，
-其中，用于控制第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的第一量子比特(QUB1)的装置(LH1，LV1)能够以第一概率影响第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)，并且
-其中，用于控制第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的第一量子比特(QUB1)的装置(LH1，LV1)能够以第二概率影响第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)，并且
-其中，用于控制第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的第二量子比特(QUB2)的装置(LH2，LV2)能够以第三概率影响第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)，并且
-其中，用于控制第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的第二量子比特(QUB2)的装置(LH2，LV2)能够以第四概率影响第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)，并且
-其中第一概率大于第二概率，并且
-其中第一概率大于第三概率，并且
-其中第四概率大于第二概率，并且
-其中第四概率大于第三概率。
236.根据特征222至235中的一个或多个的量子寄存器(QUREG)，
-其中用于控制第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的第一量子比特(QUB1)的装置(LH1，LV1)能够相关于第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的量子状态选择性地影响第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的量子状态，并且
-其中用于控制第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的第二量子比特(QUB2)的装置(LH2，LV2)能够相关于第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的量子状态选择性地影响第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的量子状态。
237.根据特征222至236中的一个或多个的量子寄存器(QUREG)，
-其中第一量子点(NV1)与第二量子点(NV2)间隔有间距(sp12)，使得适用于特征235和/或236。
238.根据特征222至237中的一个或多个和根据特征237的量子寄存器(QUREG)，
-其中间距(sp12)小于100nm和/或其中间距(sp12)小于50nm和/或其中间距(sp12)小于20nm和/或其中间距(sp12)小于10nm和/或其中间距(sp12)大于5nm和/或其中间距(sp12)大于2nm，特别优选为20nm的间距(sp12)。
239.根据特征222至238中的一个或多个的量子寄存器(QUREG)，
-其中量子寄存器(QUREG)的量子比特以一维或二维点阵排列。
240.根据特征239的量子寄存器(QUREG)，
-其中量子寄存器(QUREG)的量子比特被排列为具有空间间距(sp12)的一个或多个量子比特的阵列的单元晶格的一维或二维点阵，该空间间距(sp12)作为各个单元晶格的点阵常数。
电子A1-电子B2-量子寄存器(IHQUREG)241-252
241.非均匀量子寄存器(IHQUREG)，
-具有根据前述特征1至102中的一个或多个的第一量子比特(QUB1)，和
-具有根据前述特征1至102中的一个或多个的至少一个第二量子比特(QUB2)，
-其中第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的第一量子点类型不同于第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的第二量子点类型。
242.根据前述特征的非均匀量子寄存器(IHQUREG)，
-其中第一量子比特(QUB1)是根据特征222至240中的一个或多个的量子寄存器(QUREG)的一部分，和/或
-其中第二量子比特(QUB2)是根据特征222至240中的一个或多个的量子寄存器(QUREG)的一部分。
243.根据特征241至242中的一个或多个的非均匀量子寄存器(IHQUREG)，
-其中基板(D)或外延层(DEPI)为第一量子比特(QUB1)和第二量子比特(QUB2)共用，并且
-其中第一量子比特(QUB1)的量子点(NV)是第一量子点(NV1)，并且
-其中第二量子比特(QUB2)的量子点(NV)是第二量子点(NV2)，并且
-由此，第一量子比特(QUB1)的水平线(LH)在下文中被称为第一水平线(LH1)，并且
-其中第二量子比特(QUB2)的水平线(LH)是所述第一水平线(LH1)，并且
-由此，第一量子比特(QUB1)的垂直线(LV)在下文中被称为第一垂直线(LV1)，并且
-由此，第二量子比特(QUB2)的垂直线(LV)将在下文中被称为第二垂直线(LV2)。
244.根据特征241至243中的一个或多个的非均匀量子寄存器(IHQUREG)，
-其中第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的磁场和/或状态至少暂时地影响第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的行为，和/或
-其中第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的磁场和/或状态至少暂时地影响第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的行为。
245.根据特征241至244中的一个或多个的非均匀量子寄存器(IHQUREG)，
-其中第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)与第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)之间的空间距离(sp12)非常小，以使得
-第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的磁场和/或状态至少暂时地影响第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的行为，和/或
-第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的磁场和/或状态至少暂时地影响第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的行为。
246.根据特征241至245中的一个或多个的非均匀量子寄存器(IHQUREG)，
-其中第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)与第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)之间的第二距离(sp12)小于50nm和/或小于30nm和/或小于20nm和/或小于10nm和/或小于10nm和/或小于5nm且大于2nm。
247.根据特征241至246中的一个或多个的非均匀量子寄存器(IHQUREG)，
-其中用于控制第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的第一量子比特(QUB1)的装置(LH1，LV1)能够以第一概率影响第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)，并且
-其中用于控制第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的第一量子比特(QUB1)的装置(LH1，LV1)能够以第二概率影响第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)，并且
-其中用于控制第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的第二量子比特(QUB2)的装置(LH2，LV2)能够以第三概率影响第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)，并且
-其中用于控制第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的第二量子比特(QUB2)的装置(LH2，LV2)能够以第四概率影响第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)，并且
-其中第一概率大于第二概率，并且
-其中第一概率大于第三概率，并且
-其中第四概率大于第二概率，并且
-其中第四概率大于第三概率。
248.根据特征241至247中的一个或多个的非均匀量子寄存器(IHQUREG)，
-其中用于控制第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的第一量子比特(QUB1)的装置(LH1，LV1)能够相关于第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的量子状态选择性地影响第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的量子状态，并且
-其中用于控制第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的第二量子比特(QUB2)的装置(LH2，LV2)能够相关于第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的量子状态选择性地影响第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的量子状态。
249.根据特征241至248中的一个或多个的非均匀量子寄存器(IHQUREG)，
-其中第一量子点(NV1)与第二量子点(NV2)间隔有间距(sp12)，使得适用于特征247和/或248。
250.根据特征241至249中的一个或多个和根据特征249的非均匀量子寄存器(IHQUREG)，
-其中间距(sp12)小于100nm和/或其中间距(sp12)小于50nm和/或其中间距(sp12)小于20nm和/或其中间距(sp12)小于10nm和/或其中间距(sp12)大于5nm和/或其中间距(sp12)大于2nm，特别优选为20nm的间距(sp12)。
251.根据特征241至250中的一个或多个的非均匀量子寄存器(IHQUREG)，
-其中非均匀量子寄存器(IHQUEG)的量子比特以两个以上量子比特的排列的单元晶格的形式被排列在各个单元晶格的一维或二维点阵中。
252.根据特征251的非均匀量子寄存器(IHQUREG)，
-其中非均匀量子寄存器(IHQUEG)的量子比特被排列成具有第二间距(sp12)的一个或多个量子比特阵列的单位晶格的一维或二维点阵，该第二间距(sp12)作为各个单位晶格的点阵常数。
核自旋1-核自旋2量子寄存器(CCQUREG)253-271
253.核-核量子寄存器(CCQUREG)，
-具有根据前述特征103至202中的一个或多个的第一核量子比特(CQUB1)，和
-具有根据前述特征103至202中的一个或多个的至少第二核量子比特(CQUB2)。
254.根据前述特征253的核-核量子寄存器(CCQUREG)，
-其中基板(D)或外延层(DEPI)为第一核量子比特(CQUB1)和第二核量子比特(CQUB2)共用；和
-其中第一核量子比特(CQUB1)的核量子点(CI)在下文中是第一核量子点(CI1)，并且
-其中第二核量子比特(CQUB2)的核量子点(CI)在下文中是第二核量子点(CI2)，并且
-其中第一核量子比特(CQUB1)的水平线(LH)将在下文中被称为第一水平线(LH1)；并且
-其中第二核量子比特(CQUB2)的水平线(LH)是所述第一水平线(LH1)，并且
-其中第一核量子比特(CQUB1)的垂直线(LV)在下文中被称为第一垂直线(LV1)，并且
-其中第二核量子比特(CQUB2)的垂直线(LV)将在下文中被称为第二垂直线(LV2)。
255.根据特征253至254中的一个或多个的核-核量子寄存器(CCQUREG)，
-其中第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)的磁场和/或状态至少暂时地影响第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)的行为，和/或
-其中第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)的磁场和/或状态至少暂时地影响第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)的行为。
256.根据特征253至255中的一个或多个的核-核量子寄存器(CCQUREG)，
-其中第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)与第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)之间的空间距离(sp12)非常小，以使得
-第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)的磁场和/或状态至少暂时地影响第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)的行为，和/或
-第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)的磁场和/或状态至少暂时地影响第二量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)的行为。
257.根据特征253至256中的一个或多个的核-核量子寄存器(CCQUREG)，
-其中第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)与第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)之间的第四距离(sp12’)小于100pm和/或小于50pm和/或小于30pm和/或小于20pm和/或小于10pm。
258.根据特征253至257中的一个或多个的核-核量子寄存器(CCQUREG)，
-具有根据前述特征103至202中的一个或多个的至少第三核量子比特(CQUB3)。
259.根据特征253至258中的一个或多个以及根据特征258和根据特征254的核-核量子寄存器(CCQUREG)，
-其中基板(D)或外延层(DEPI)为第一核量子比特(CQUB1)和第三核量子比特(CQUB3)共用，并且
-其中第三核量子比特(CQUB3)的核量子点(CI)是第三核量子点(CI3)，并且
-其中第三核量子比特(CQUB3)的水平线(LH)是所述第一水平线(LH1)，并且
-其中第三核量子比特(CQUB3)的垂直线(LV)将在下文中被称为第三垂直线(LV3)。
260.根据特征258至259中的一个或多个的核-核量子寄存器(CCQUREG)，
-其中第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)的磁场和/或状态至少暂时地影响第三核量子比特(CQUB3)的第三核量子点(CI3)的行为，和/或
-其中第三核量子比特(CQUB3)的第三核量子点(CI3)的磁场和/或状态至少暂时地影响第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)的行为。
261.根据特征258至260中的一个或多个的核-核量子寄存器(CCQUREG)，
-其中第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)的磁场和/或状态至少暂时地基本上不影响第三核量子比特(CQUB3)的第三核量子点(CI3)的行为，和/或
-其中第三核量子比特(CQUB3)的第三核量子点(CI3)的磁场和/或状态至少暂时地基本上不影响第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)的行为，
-其中“基本上”在这里应当被理解为，在大多数情况下，发生的影响对于技术结果而言是轻微的。
262.根据特征258至261中的一个或多个的核-核量子寄存器(CCQUREG)，
-其中第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)与第三核量子比特(CQUB3)的第三核量子点(CI3)之间的空间距离(sp13’)使得，
-第三核量子比特(CQUB3)的第三核量子点(CI3)的磁场和/或状态至少有时基本上不直接影响第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)的行为，和/或
-第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)的磁场和/或状态至少暂时地基本上不直接影响第三核量子比特(CQUB3)的第三核量子点(CI3)的行为，
-其中“基本上”在这里应当被理解为是指，在大多数情况下，发生的影响对于技术结果而言是轻微的，并且
-其中“不直接”是指，如果有的话，影响可以仅借助于附属量子点或附属量子比特间接发生。
263.根据特征258至262中的一个或多个的核-核量子寄存器(CCQUREG)，
-其中第三核量子比特(CQUB3)的第三核量子点(CI3)与第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)之间的空间距离(sp23’)非常小，以使得
-第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)的磁场和/或状态至少暂时地影响第三核量子比特(CQUB3)的第三核量子点(CI3)的行为，和/或
-第三核量子比特(CQUB3)的第三核量子点(CI3)的磁场和/或状态至少暂时地影响第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)的行为。
264.根据特征258至263中的一个或多个的核-核量子寄存器(CCQUREG)，
-其中第三核量子比特(CQUB3)的第三核量子点(CI3)与第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)之间的空间距离(sp23’)小于100pm和/或小于50pm和/或小于30pm和/或小于20pm和/
或小于10pm，和/或
-其中第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)与第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)之间的空间距离(sp12’)小于100pm和/或小于50pm和/或小于30pm和/或小于20pm和/或小于10pm。
265.根据特征253至264中的一个或多个的核-核量子寄存器(CCQUREG)，
-其中用于控制第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)的第一核量子比特(CQUB1)的装置(LH1，LV1)能够以第一概率影响第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)，并且
-其中用于控制第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)的第一核量子比特(CQUB1)的装置(LH1，LV1)能够以第二概率影响第二核量子比特(CQUB1)的第二核量子点(CI2)，并且
-其中用于控制第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)的第二核量子比特(CQUB2)的装置(LH2，LV2)能够以第三概率影响第一核量子比特(CQUB2)的第一核量子点(CI1)，并且
-其中用于控制第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)的第二核量子比特(CQUB2)的装置(LH2，LV2)能够以第四概率影响第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)，并且
-其中第一概率大于第二概率，并且
-其中第一概率大于第三概率，并且
-其中第四概率大于第二概率，并且
-其中第四概率大于第三概率。
266.根据特征258至267中的一个或多个的核-核量子寄存器(CCQUREG)，
-其中用于控制第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)的第一核量子比特(CQUB1)的装置(LH1，LV1)能够相对于第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)的量子状态选择性地影响第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)的量子状态，并且
-其中用于控制第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)的第二核量子比特(CQUB2)的装置(LH2，LV2)能够相对于第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)的量子状态选择性地影响第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)的量子状态。
267.根据特征258至266中的一个或多个的核-核量子寄存器(CCQUREG)，
-其中第一核量子点(CI1)与第二核量子点(CI2)间隔有间距(sp12’)，使得适用于特征265和/或266。
268.根据特征258至267中的一个或多个和根据特征267的核-核量子寄存器(CCQUREG)，
-其中间距(sp12’)小于100nm和/或其中间距(sp12’)小于50nm和/或其中间距(sp12’)小于20nm和/或其中间距(sp12’)小于10nm和/或其中间距(sp12’)大于5nm和/或其中间距(sp12’)大于2nm，特别优选为20nm的间距(sp12’)。
369.根据特征253至264中的一个或多个的核-核量子寄存器(CCQUREG)，
-其中核-核量子寄存器(CCQUREG)的核量子比特以一维或二维点阵排列。
270.根据特征269的核-核量子寄存器(CCQUREG)，
-其中核-核量子寄存器(CCQUREG)的核量子比特以具有第二间距(sp12’)的一个或多个核量子比特阵列的单位晶格的一维或二维点阵排列，第二间距(sp12’)作为各个单位晶格的点阵常数。
271.根据特征253至270中的一个或多个的核-核量子寄存器(CCQUREG)，
-其中至少一个核量子点的同位素不同于核-核量子寄存器(CCQUREG)的另一核量子点的同位素。
核-电子-核电子量子寄存器(CECEQUREG)272-278
272.核-电子-核电子量子寄存器(CECEQUREG)，
-具有根据前述特征103至202中的一个或多个的第一核量子比特(CQUB1)，和
-具有根据前述特征103至202中的一个或多个的至少一个第二核量子比特(CQUB2)，和
-具有根据前述特征1至102中的一个或多个的第一量子比特(QUB1)，和
-具有根据前述特征1至102中的一个或多个的至少第二量子比特(QUB2)。
273.根据特征272的核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)，
-其中第一核量子比特(CQUB1)包括第一核量子点(CI1)，并且
-其中第二核量子比特(CQUB2)包括第二核量子点(CI2)，其特征在于，
-第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)不能直接影响第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)的状态，并且
-第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)能够在特别是作为第一附属量子比特的第一量子比特(QUB1)的帮助下影响第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)的状态。
274.根据特征272或特征273的核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)，
-其中第一核量子比特(CQUB1)包括第一核量子点(CI1)；并且
-其中第二核量子比特(CQUB2)包括第二核量子点(CI2)，其特征在于，
-第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)不能直接影响第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)的状态，并且
-即使仅在第一量子比特(QUB1)的帮助下，第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)也不能影响第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)的状态，
-但仅在特别是作为第一附属量子比特的第一量子比特(QUB1)的帮助下，以及仅在特别是作为第二附属量子比特的至少第二量子比特(QUB2)的额外帮助下，第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)能够影响第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)的状态。
275.根据特征272至274中的一个或多个的核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)，
-其中第一核量子比特(CQUB1)和第一量子比特(QUB1)形成根据特征203至215中的一个或多个的核电子量子寄存器(CEQUREG)，其在下文中被称为第一核电子量子寄存器(CEQUREG1)，并且
-其中第二核量子比特(CQUB2)和第二量子比特(QUB2)形成根据特征203至215中的一个或多个的核电子量子寄存器(CEQUREG)，其在下文中被称为第二核电子量子寄存器(CEQUREG2)。
276.根据特征272的核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)，
-其中第一核量子比特(CQUB1)和第二核量子比特(CQUB2)形成根据特征253至271中的一个或多个的核-核量子寄存器(CCQUREG)。
277.根据特征272的核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)，
-其中第一量子比特(QUB1)和第二量子比特(CQUB2)形成根据特征222至235中的一个或多个的电子-电子量子寄存器(QUREG)。
278.核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)，其特征在于其是根据特征276和根据特征277的核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)。
量子点阵列
量子点阵列(QREG1D，QREG2D)279-286
279.量子点布置(QREG1D，QREG2D)，
-其中量子点(NV11，NV12，NV13，NV21，NV22，NV23，NV31，NV32，NV33)以一维格子(QREG1D)或二维格子(QREG2D)排列。
280.根据前述特征的量子点(NV)布置，
-其中量子点(NV11，NV12，NV13，NV21，NV22，NV23，NV31，NV32，NV33)的两个紧邻量子点的距离(sp12)小于100nm和/或小于50nm和/或小于30nm和/或小于20nm和/或小于10nm。
281.根据前述两个特征中的一个或多个的量子点(NV11，NV12，NV13，NV21，NV22，NV23，NV31，NV32，NV33)布置，
-其中量子点(NV11，NV12，NV13，NV21，NV22，NV23，NV31，NV32，NV33)中的至少两个量子点分别是根据特征1至13中的一个或多个的恰好一个量子比特的单独的部分。
282.根据特征279至281中的一个或多个的量子点(NV11，NV12，NV13，NV21，NV22，NV23，NV31，NV32，NV33)布置，
-其中量子点(NV11，NV12，NV13，NV21，NV22，NV23，NV31，NV32，NV33)中的量子点是顺磁中心。
283.根据特征279至281中的一个或多个的量子点(NV11，NV12，NV13，NV21，NV22，NV23，NV31，NV32，NV33)布置，
-其中量子点(NV11，NV12，NV13，NV21，NV22，NV23，NV31，NV32，NV33)中的一个是碳化硅材料中的VSi中心和/或DV中心和/或VCVSI中心和/或CAVSi中心和/或NCVSI中心或碳化硅材料中的其他顺磁性杂质中心，该碳化硅材料特别是碳化硅晶体。
284.根据特征279至281中的一个或多个的量子点(NV11，NV12，NV13，NV21，NV22，NV23，NV31，NV32，NV33)布置，
-其中量子点(NV11，NV12，NV13，NV21，NV22，NV23，NV31，NV32，NV33)中的量子点是元素周期表的第IV主族元素的混合晶体中的顺磁性杂质中心。
285.根据特征279至281中的一个或多个的量子点(NV11，NV12，NV13，NV21，NV22，NV23，NV31，NV32，NV33)布置，
-其中量子点(NV11，NV12，NV13，NV21，NV22，NV23，NV31，NV32，NV33)中的量子点是硅材料，特别是硅晶体中的G中心。
286.根据特征279至281中的一个或多个的量子点(NV11，NV12，NV13，NV21，NV22，NV23，NV31，NV32，NV33)布置，
-其中量子点(NV11，NV12，NV13，NV21，NV22，NV23，NV31，NV32，NV33)中的量子点是金刚石中的NV中心。
核量子点阵列(CQREG1D，CQREG2D)287-297
287.核量子点的布置(CQREG1D，CQREG2D)，
-其中核量子点(CI11，CI12，CI13，CI21，CI22，CI23，CI31，CI32，CI33)被排列在一维点阵(CQREG1D)或二维点阵(CQREG2D)中。
288.根据特征287的核量子点(CI)布置，
-其中核量子点(CI11，CI12，CI13，CI21，CI22，CI23，CI31，CI32，CI33)中的两个紧邻核量子点的核间距(sp12’)小于200pm和/或小于100pm和/或小于50pm和/或小于30pm和/或小于20pm和/或小于10pm。
289.根据特征287至288中的一个或多个的核量子点(CI11，CI12，CI13，CI21，CI22，CI23，CI31，CI32，CI33)布置，
-其中核量子点(CI11，CI12，CI13，CI21，CI22，CI23，CI31，CI32，CI33)中的至少两个核量子点分别是根据特征103至202中的一个或多个的恰好一个核量子比特的单独的部分。
290.根据特征287至289中的一个或多个的核量子点(CI11，CI12，CI13，CI21，CI22，CI23，CI31，CI32，CI33)布置，
-其中核量子点(CI11，CI12，CI13，CI21，CI22，CI23，CI31，CI32，CI33)中的核量子点是具有非零核磁矩μ的核同位素。
291.根据特征290的核量子点(CI11，CI12，CI13，CI21，CI22，CI23，CI31，CI32，CI33)布置，
-其中核量子点(CI11，CI12，CI13，CI21，CI22，CI23，CI31，CI32，CI33)中的核量子点是元素周期表的第IV主族的一种或多种元素的晶体中具有非零核磁矩μ的原子核同位素。
292.根据特征291的核量子点(CI11，CI12，CI13，CI21，CI22，CI23，CI31，CI32，CI33)布置，
-其中核量子点(CI11，CI12，CI13，CI21，CI22，CI23，CI31，CI32，CI33)中的核量子点是元素周期表的第IV主族的一种或多种元素中的至少两种元素的晶体中具有非零核磁矩μ的原子核同位素。
293.根据特征291的核量子点(CI11，CI12，CI13，CI21，CI22，CI23，CI31，CI32，CI33)布置，
-其中核量子点(CI11，CI12，CI13，CI21，CI22，CI23，CI31，CI32，CI33)中的核量子点是元素周期表的第IV主族的一种或多种元素中的至少三种元素的晶体中具有非零核磁矩μ的原子核同位素。
294.根据特征291的核量子点(CI11，CI12，CI13，CI21，CI22，CI23，CI31，CI32，CI33)布置，
-其中核量子点(CI11，CI12，CI13，CI21，CI22，CI23，CI31，CI32，CI33)中的核量子点是元素周期表的第IV主族的一种或多种元素中的至少四种元素的晶体中具有非零核磁矩μ的原子核同位素。
295.根据特征287至289中的一个或多个的核量子点(CI11，CI12，CI13，CI21，CI22，CI23，CI31，CI32，CI33)布置，
-其中核量子点(CI11，CI12，CI13，CI21，CI22，CI23，CI31，CI32，CI33)的核量子点是作为基板(D)和/或作为外延层(DEPI)的金刚石中或硅中或碳化硅中或元素周期表的第IV主族的元素的混合晶体中的13C同位素的原子核。
296.根据特征287至295中的一个或多个的核量子点(CI11，CI12，CI13，CI21，CI22，CI23，CI31，CI32，CI33)布置，
-其中核量子点(CI11，CI12，CI13，CI21，CI22，CI23，CI31，CI32，CI33)中的核量子点是作为基板(D)和/或作为外延层(DEPI)的金刚石中或硅中或碳化硅中或元素周期表的第IV主族的元素的混合晶体中的15N同位素的原子核。
297.根据特征287至296中的一个或多个的核量子点(CI11，CI12，CI13，CI21，CI22，CI23，CI31，CI32，CI33)布置，
-其中核量子点(CI11，CI12，CI13，CI21，CI22，CI23，CI31，CI32，CI33)中的核量子点是作为基板(D)和/或作为外延层(DEPI)的金刚石中或硅中或碳化硅中或元素周期表的第IV主族的元素的混合晶体中的14N同位素的原子核。
准备操作
频率确定方法298-318
298.程序，
-取决于第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的量子信息，特别是第一量子点(NV1)的第一电子构型的第一自旋，准备根据特征1至102中的一个或多个的该第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的量子信息，特别是该量子点(NV1)的电子构型的变化，具有如下步骤：
-借助于ODMR实验通过调节频率(f)和确定电子1-电子1微波共振频率(fMW)来确定尤其是当第一电子构型的自旋自旋向上或者当第一电子构型的自旋自旋向下时第一量子点(NV1)的特别是其第一电子构型的能量转移。
299.根据特征298的程序，
-具有额外步骤：
-将确定的微波共振频率(fMW)存储在控制装置(μC)的存储器的存储单元中作为存储的微波共振频率(fMW)。
300.根据特征298至299中的一个或多个的方法，
-具有额外步骤，
-根据第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的量子信息，特别是第一量子点(NV1)的第一电子构型的第一自旋，改变根据特征1至102中的一个或多个的该第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的量子信息，特别是该量子点(NV1)的电子构型，
-其中该改变是使用存储的微波共振频率(fMW)来进行的。
301.根据特征300的程序，
-其中该改变是借助于具有存储的微波共振频率(fMW)的电磁场来进行的。
302.根据特征298至301中的一个或多个的方法，
-其中电磁场是由用于产生圆极化磁场(BCI)的一个或多个装置(LH，LV)来产生的。
303.程序，
-用于取决于量子寄存器(QUREG)的第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的量子信息，特别是第二量子点(NV2)的第二电子构型的第二自旋，准备根据特征222至235中的一个或多个的该量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的量子信息，特别是该量子点(NV1)的电子构型的自旋的改变，具有如下步骤：
-借助于ODMR实验通过调节频率(f)和确定电子1-电子2微波共振频率(fMWEE)来确定尤其是当第二电子构型的自旋自旋向上或当第二电子构型的自旋自旋向下时第一量子点(NV1)的特别是其第一电子构型的能量转移。
304.根据特征303的方法，具有额外步骤：
-将确定的电子1-电子2微波共振频率(fMWEE)存储在控制装置(μC)的存储器的存储单元中作为存储的电子1-电子2微波共振频率(fMWEE)。
305.根据特征304的方法，包括以下额外步骤：
-取决于量子寄存器(QUREG)的第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的量子信息，特别是来自第二量子点(NV2)的第二电子构型的第二自旋，改变根据特征222至235中的一个或多个的量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的量子信息，特别是该量子点(NV1)的电子构型的自旋，
-其中该改变是使用存储的电子1-电子2微波共振频率(fMWEE)来进行的。
306.根据特征305的程序，
-其中该变化借助于具有存储的电子1-电子2微波共振频率(fMWEE)的电磁场发生。
307.根据特征306的程序，
-其中电磁场是由用于产生圆极化磁场(BCI)的一个或多个装置(LH，LV)来产生的。
308.用于改变的准备的程序，
-所述改变是取决于核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的量子信息，特别是其原子核的核自旋，改变根据特征203至215中的一个或多个的该核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的量子信息，特别是其电子构型的自旋，具有以下步骤：
-借助于ODMR实验通过调节频率(f)和确定核-电子微波共振频率(fMWCE)来确定尤其是当核自旋自旋向上或者当核自旋自旋向下时量子点(NV)的特别是其电子的能量转移。
309.根据特征308的程序，
-具有额外步骤：
-将确定的核-电子微波共振频率(fMWCE)存储在控制装置(μC)的存储器的存储单元中作为存储的核-电子微波共振频率(fMWCE)。
310.根据特征308至309中的一个或多个的方法，
-具有额外步骤：
-取决于核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的量子信息，特别是其原子核的核自旋，改变根据特征203至215中的一个或多个的该核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的量子信息，特别是其电子构型的自旋，
-其中该改变是使用储存的核-电子微波共振频率(fMWCE)来进行的。
311.根据特征310的程序，
-由此，该变化是借助于具有储存的核-电子微波共振频率(fMWCE)的电磁场发生的。
312.根据特征308至311中的一个或多个的方法，
-其中电磁场是由用于产生圆极化磁场(BCI)的一个或多个装置(LH，LV)来产生的。
313.程序，
-用于取决于核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的量子信息，特别是其电子构型的自旋，准备根据特征203至215中的一种或多种的该核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的量子信息的变化，特别是其原子核的核自旋的变化，具有以下步骤：
-借助于ODMR实验通过调节频率(f)和确定电子-核无线电波共振频率(fRWEC)来确定尤其是当核自旋自旋向上或者当核自旋自旋向下时量子点(NV)的特别是其电子构型的能量转移。
314.根据特征313的程序，
-具有额外步骤：
-将确定的电子-核无线电波共振频率(fRWEC)存储在控制装置(μC)的存储器的一个或多个存储单元中作为存储的电子-核无线电波共振频率(fRWEC)。
315.根据特征313至314中的一个或多个的程序，
-具有额外步骤：
-取决于核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的量子信息，特别是其原子核的核自旋，改变根据特征203至215中的一个或多个的该核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的量子信息，特别是其电子构型的自旋，
-其中该改变是使用一种或多种存储的核-电子-无线电波共振频率(fRWEC)来进行的。
316.根据特征315的程序，
-由此，该变化是借助于具有存储的核电子无线电波共振频率(fRWCE)的电磁场发生的。
317.根据特征313至316中的一个或多个的方法，
-其中电磁场由用于产生圆极化磁场(BCI)的一个或多个装置(LH，LV)来产生的。
318.程序，
-用于取决于核-核量子寄存器(CCQUREG)的第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)的量子信息，特别是第二核量子点(CI2)的核自旋，准备根据特征253至269中的一个或多个的该核-核量子寄存器(CCQUREG)的第一核量子比特(CQUB)的第一核量子点(CI1)的量子信息的改变，特别是其原子核的核自旋的改变，具有以下步骤：
-借助于ODMR实验通过调节频率(f)和确定核-核无线电波共振频率(fRWCC)来确定尤其是当第二核量子点(CI2)的核自旋自旋向上或当核自旋自旋向下时第一核量子点(CI1)的能量转移，特别是其第一核自旋。
319.根据特征318的程序，
-具有额外步骤：
-将确定的核-核无线电波共振频率(fRWCC)存储在控制装置(μC)的存储器的一个或多个存储单元中作为存储的核-核无线电波共振频率(fRWCC)。
320.根据特征318至319中的一个或多个的方法，
-具有额外步骤：
-取决于核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的量子信息，特别是其原子核的核自旋，改变根据特征203至215中的一个或多个的该核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的量子信息，特别是其电子构型的自旋，
-其中该改变是使用一种或多种存储的核-核无线电波共振频率(fRWCC)来进行的。
321.根据特征320的程序，
-其中该变化是借助于具有存储的核-核无线电波共振频率(fRWCC)的电磁场发生的。
322.根据特征318至321中的一个或多个的方法，
-其中电磁场是由用于产生圆极化磁场(BCI)的一个或多个装置(LH，LV)来产生的。
单个操作
量子比特复位方法323-324
323.根据前述特征1至102中的一个或多个的量子比特(QUB)的量子点(NV)的复位方法，
-相对于照射对量子点(NV)的影响，用与在使用金刚石中的NV中心作为量子点(NV)中以绿光对NV中心进行照射在功能上等同的光照射量子点(NV1，NV2)中的至少一个量子点(NV)，
-其中特别是使用金刚石中的NV中心(NV)作为量子点(NV)，绿光具有在400nm至700nm波长和/或450nm至650nm和/或500nm至550nm和/或515nm至540nm波长范围内的波长，优选为532nm的波长，并且
-其中该在功能上等同的光在下文和本特征中被称为“绿光”，这里参见关于功能等同的激发波长的“作为激发辐射的绿光”的部分。
324.根据前述特征1至102中的一个或多个的量子比特(QUB)的量子点(NV)的复位方法，
-用具有激发波长的激发辐射照射量子点(NV1，NV2)的至少一个量子点(NV)，
-其中激发波长比用作量子点(NV)的顺磁中心的ZPL(zero-phonon-line：零声子线)的波长更短，这里参见关于功能等同的激发波长的“作为激发辐射的绿光”的部分。
核电子量子寄存器复位方法325-327
325.根据特征203至215中的一个或多个的核电子量子寄存器(CEQUREG)的复位方法，
包括以下步骤：
-特别是根据根据特征323和/或特征324的方法复位核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)；
-取决于核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的尤其是其电子的量子信息，改变该核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的特别是其核的核自旋的量子信息。
326.根据特征325的核电子量子寄存器(CEQUREG)的复位方法，
-其中使用根据特征323和/或特征324的方法来执行复位核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)。
327.根据特征325或326的核电子量子寄存器(CEQUREG)的复位方法，
-其中借助于根据特征391至400中的一个或多个的方法，取决于核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的特别是其电子的量子信息，来执行该核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的量子信息的改变，特别是其原子核的核自旋的改变。
量子比特操纵
量子比特操作方法328-333
328.操纵量子比特(QUB)的方法，
-其中量子比特(QUB)是根据特征1至102中的一个或多个的量子比特(QUB)，
具有以下步骤：
-以具有水平电流分量的水平电流(IH)向水平线(LH)临时通电，该水平电流分量以具有水平调制的电子1-电子1微波共振频率(fMW)调制；
-以具有垂直电流分量的垂直电流(IV)向垂直线(LV)临时通电，该垂直电流分量以具有垂直调制的电子-电子微波共振频率(fMW)调制。
329.根据特征328的方法，
-其中水平电流分量的水平调制相对于垂直电流分量的垂直调制相移了+/-90°。
330.根据特征328或329的方法，
-其中用具有脉冲持续时间的垂直电流脉冲将垂直电流分量脉冲化，并且
-其中用具有脉冲持续时间的水平电流脉冲将水平电流分量脉冲化。
331.根据特征328至330中的一个或多个的方法，
-其中垂直电流脉冲相对于水平电流脉冲相位相移了电子-电子微波共振频率(fMW)的周期的+/-π/2。
332.根据特征328至331中的一个或多个的方法，
-其中水平电流脉冲和垂直电流脉冲的时序脉冲持续时间具有与量子点(NV)的拉比振荡的π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)的相位差相对应的脉冲持续时间，或者
-其中水平电流脉冲和垂直电流脉冲的时序脉冲持续时间具有与量子点(NV)的拉比振荡的周期的π/4的整数倍的相位差相对应的脉冲持续时间。
333.根据特征328至331中的一个或多个的方法，
-其中电流脉冲具有瞬态阶段和衰减阶段，并且
-其中电流脉冲具有振幅包络，并且
-其中脉冲持续时间是指最大振幅包络的70％幅度的时间点的时间间隔。
核量子比特操纵方法334-338
334.用于操纵核量子比特(QUB)的方法，
-其中核量子比特(CQUB)是根据特征103至202中的一个或多个的核量子比特(CQUB)，
具有以下步骤：
-以具有水平电流分量的水平电流(IH)向核量子比特(CQUB)的水平线(LH)通电，该水平电流分量以作为调制频率的具有水平调制的第一核-核无线电波频率(fRWCC)和/或第二核-核无线电波频率(fRWCC2)调制；
-以具有垂直电流分量的垂直电流(IV)调制核量子比特(CQUB)的垂直线(LV)通电，该垂直电流分量以具有垂直调制的调制频率调制，
-由此，水平电流分量的水平调制相对于垂直电流分量的垂直调制相移了+/-90°。
335.根据特征334的程序，
-其中用具有脉冲持续时间的垂直电流脉冲将垂直电流分量脉冲化，并且
-其中用具有脉冲持续时间的水平电流脉冲将水平电流分量脉冲化。
336.根据特征334至335中的一个或多个的方法，
-其中垂直电流脉冲相对于水平电流脉冲相移了第一核-核无线电波频率(fRWCC)的周期的+/-π/2或第二核-核无线电波频率(fRWCC2)的周期的+/-π/2。
337.根据特征335至336中的一个或多个的方法，
-其中水平电流脉冲和垂直电流脉冲的时序脉冲持续时间具有与第一核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的拉比振荡的周期的π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)的相位差相对应的脉冲持续时间，或者
-其中水平电流脉冲和垂直电流脉冲的时序脉冲持续时间具有与第一核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的拉比振荡的周期的π/4的整数倍的相位差相对应的脉冲持续时间。
338.根据特征335至336中的一个或多个的方法，
-其中电流脉冲具有瞬态阶段和衰减阶段，并且
-其中电流脉冲具有振幅包络，并且
-其中脉冲持续时间是指最大振幅包络的70％幅度的时间点的时间间隔。
量子寄存器单个操作339-417
用于量子寄存器中单独量子比特的选择性操作方法339-
选择性NV1量子比特驱动方法339-346
339.用于选择性地控制根据特征222至240中的一个或多个的量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)的方法，
具有以下步骤：
-以第一水平电流(IH1)的第一水平电流分量向量子寄存器(QUREG)的第一水平线(LH1)临时通电，该第一水平电流分量以具有第一水平调制的第一水平电子1-电子1微波共振频率(fMWH1)调制；
-以第一垂直电流(IV1)的第一垂直电流分量向量子寄存器(QUREG)的第一垂直线(LV1)临时通电，该第一垂直电流分量以具有第一垂直调制的第一垂直电子1-电子1微波共振频率(fMWV1)调制，
-以第一水平电流(IH1)的第一水平DC分量(IHG1)向第一水平线(LH1)额外通电，
-其中第一水平DC分量(IHG1)可以具有0A的第一水平电流值；
-以第一垂直电流(IV1)的第一垂直DC分量(IVG1)向第一垂直线(LV1)额外通电，
-其中第一垂直DC分量(IVG1)可以具有0A的第一垂直电流值；
-以第二垂直DC分量(IVG2)向第二垂直线(LV2)额外通电，
-其中第一水平线(LH1)中的第一水平电流(IH1)是至少第一水平电流(IH1)的第一水平直流分量(IHG1)加上第一水平电流(IH1)的第一水平电流分量的总和，并且
-其中第一垂直线(LV1)中的第一垂直电流(IV1)是至少第一垂直电流(IV1)的第一垂直直流分量(IVG1)加上第一垂直电流(IV1)的第一垂直电流分量的总和，并且
-其中第二垂直线(LV2)中的第二垂直电流(IV2)是至少第二垂直电流(IV2)的第二垂直直流分量(IVG2)加上第二垂直电流(IV2)的第二垂直电流分量的总和，并且
-其中第二垂直直流分量(IVG2)的第二垂直电流值不同于第一垂直直流分量(IVG1)的第一垂直电流值。
340.根据特征339的方法，具有以下步骤：
-以第二垂直电流(IV2)的第二垂直电流分量向量子寄存器(QUREG)的第二垂直线(LV2)临时通电，该第二垂直电流分量以具有第二垂直调制的第二垂直电子1-电子1微波共振频率(fMWV2)调制。
341.根据特征339的程序，
-其中根据特征339的方法被用于通过使第一垂直电子1-电子1微波共振频率(fMWV1)相对于第二垂直电子1-电子1微波共振频率(fMWV2)失谐来选择第一量子比特(QUB1)或第二量子比特(QUB2)。342.根据特征339或341的方法，
-其中第一水平调制相对于第一垂直调制相移了第一水平电子1-电子1微波共振频率(fMWH1)的周期的+/-π/2。
343.根据特征339或342的方法，
-其中第一垂直电子1-电子1微波共振频率(fMWV1)等于第一水平电子1-电子1微波共振频率(fMWH1)。
344.根据特征339至343中的一个或多个的方法，
-其中用具有第一脉冲持续时间的第一垂直电流脉冲将第一垂直电流分量脉冲化；并且
-其中用具有第一脉冲持续时间的第一水平电流脉冲将第一水平电流分量脉冲化。
345.根据特征339至344中的一个或多个和特征344的方法，
-其中第一垂直电流脉冲相对于第一水平电流脉冲相移了第一水平电子1-电子1微波共振频率(fMWH1)的周期的+/-π/2。
346.根据特征339至345中的一个或多个的方法，
-其中第一时序脉冲持续时间具有与第一量子点(NV1)的拉比振荡的相位差π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)的相位差相对应的第一脉冲持续时间，和/或
-其中第一时序脉冲持续时间具有与第一量子点(NV1)的拉比振荡周期的π/4的整数倍的相位差相对应的第一脉冲持续时间。
选择性NV2 SEP.LH2 LTG量子寄存器驱动方法347-354
347.用于差分地控制根据前述特征339至346中的一个或多个的量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)和第二量子比特(QUB2)的方法，包括以下额外步骤：
-以第二水平电流(IH2)的第二水平电流分量向第二水平线(LH2)额外通电，该第二水平电流分量以具有第二水平调制的第二水平电子1-电子1微波共振频率(fMWH2)调制，
-以第二垂直电流(IV2)的第二垂直电流分量向第二垂直线(LV2)额外通电，该第二垂直电流分量以具有第二垂直调制的第二垂直电子1-电子1微波共振频率(fMWV2)调制。
348.根据特征347的方法，
-以第二水平电流(IH2)的第二水平DC分量(IHG2)向第二水平线(LH2)额外通电，
-其中第二水平DC分量(IHG2)可以具有0A的第二水平电流值；并且
-其中第二水平线(LH2)中的第二水平电流(IH2)是至少第二水平电流(IH2)的第二水平直流分量(IHG2)加上第二水平电流(IH2)的第二水平电流分量的总和。
349.根据特征347或348的方法，
-其中第二水平调制相对于第二垂直调制相移了第二水平电子1-电子1微波共振频率(fMWH2)的周期的+/-π/2。
350.根据特征347至349的方法，
-其中第二垂直电子1-电子1微波共振频率(fMWV2)等于第二水平电子1-电子1微波共振频率(fMWH2)。
351.根据特征347至350中的一个或多个的方法，
-其中用具有第二脉冲持续时间的第二垂直电流脉冲将第二垂直电流分量脉冲化；并且
-其中用具有第二脉冲持续时间的第二水平电流脉冲将第一水平电流分量脉冲化。
352.根据特征347至351中的一个或多个和特征351的方法，
-其中第二垂直电流脉冲相对于第二水平电流脉冲相移了第二垂直电子1-电子1微波共振频率(fMWV2)的周期的+/-π/2。
353.根据特征351至352中的一个或多个的方法，
-其中量子寄存器(QUREG)包括两个以上的量子比特。
354.根据特征351至353中的一个或多个的方法，
-其中第二时序脉冲持续时间具有与第二量子点(NV2)的拉比振荡的π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)的相位差相对应的第二脉冲持续时间，和/或
-其中第二时序脉冲持续时间具有与第二量子点(NV2)的拉比振荡周期的π/4的整数倍的相位差相对应的第二脉冲持续时间。
选择性NV2 ACC.LV1量子寄存器驱动方法355-360
355.用于差分地控制根据前述特征339至346中的一个或多个的量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)和第二量子比特(QUB2)的方法，包括以下额外步骤：
-以第二水平电流(IH2)的第二水平电流分量向第二水平线(LH2)额外通电，该第二水平电流分量以具有第二水平调制的第二水平电子1-电子1微波共振频率(fMWH2)调制，
-以第一垂直电流(IV1)的第二垂直电流分量向第一垂直线(LV1)额外通电，该第二垂直电流分量以具有第二垂直调制的第二垂直电子1-电子1微波共振频率(fMWV2)调制。
356.根据特征355的方法，
-其中第二水平调制相对于第二垂直调制相移了第二水平电子1-电子1微波共振频率(fMWH2)的周期的+/-π/2。
357.根据特征355和355的方法，
-其中第二垂直电子1-电子1微波共振频率(fMWV2)等于第二水平电子1-电子1微波共振频率(fMWH2)。
358.根据特征355至357中的一个或多个的方法，
-其中用具有第二脉冲持续时间的第二垂直电流脉冲将第二垂直电流分量脉冲化，并且
-其中用具有第二脉冲持续时间的第二水平电流脉冲将第二水平电流分量脉冲化。
359.根据特征355至358中的一个或多个和特征358的方法，
-其中第二垂直电流脉冲相对于第二水平电流脉冲相移了第二垂直电子1-电子1微波共振频率(fMWV2)的周期的+/-π/2。
360.根据特征358至359中的一个或多个的方法，
-其中第二时序脉冲持续时间具有与第二量子点(NV2)的拉比振荡的π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)的相位差相对应的第二脉冲持续时间，和/或
-其中第二时序脉冲持续时间具有与第二量子点(NV2)的拉比振荡周期的π/4的整数倍的相位差相对应的第二脉冲持续时间。
选择性NV2混合LH1线路的量子寄存器驱动方法361-366
361.用于差分地控制根据前述特征339至346中的一个或多个的量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)和第二量子比特(QUB2)的方法，包括以下额外步骤：
-以第一水平电流(IH1)的第二水平电流分量向第一水平线(LH1)额外通电，该第二水平电流分量以具有第二水平调制的第二水平电子1-电子1微波共振频率(fMWH2)调制，
-以第二垂直电流(IV2)的第二垂直电流分量向第二垂直线(LV2)额外通电，该第二垂直电流分量以具有第二垂直调制的第二垂直电子1-电子1微波共振频率(fMWV2)调制。
362.根据特征361的方法，
-其中第二水平调制与第二垂直调制相差+/-90°。
363.根据特征361至362的方法，
-其中第二垂直电子1-电子1微波共振频率(fMWV2)等于第二水平电子1-电子1微波共振频率(fMWH2)。
364.根据特征361至363中的一个或多个的方法，
-其中用具有第二脉冲持续时间的第二垂直电流脉冲将第二垂直电流分量脉冲化；并且
-其中用具有第二脉冲持续时间的第二水平电流脉冲将第二水平电流分量脉冲化。
365.根据特征361至364中的一个或多个和特征364的方法，
-其中第二垂直电流脉冲相对于第二水平电流脉冲相移了第二垂直电子1-电子1微波共振频率(fMWV2)的周期的+/-π/2。
366.根据特征364至365中的一个或多个的方法，
-其中第二时序脉冲持续时间具有与第二量子点(NV2)的拉比振荡的π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)的相位差相对应的第二脉冲持续时间和/或
-其中第二时序脉冲持续时间具有与第二量子点(NV2)的拉比振荡周期的π/4的整数倍的相位差相对应的第二脉冲持续时间。
电子1-电子2-交换操作367-383
非选择性NV1 NV2量子比特耦合方法367-381
367.根据特征222至240中的一个或多个的所述量子寄存器(QUREG)的量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)和第二量子比特(QUB2)的对的控制方法，
具有以下步骤：
-以第一水平电流(IH1)的第一水平电流分量向量子寄存器(QUREG)的第一水平线(LH1)临时通电，该第一水平电流分量以具有第一水平调制的第一水平电子1-电子2微波共振频率(fMWHEE1)调制；
-以第一垂直电流(IV1)的第一垂直电流分量向量子寄存器(QUREG)的第一垂直线(LV1)临时通电，该第一垂直电流分量以具有第一垂直调制的第一垂直电子1-电子2微波共振频率(fMWVEE1)调制；
-以第二水平电流(IH2)的第二水平电流分量向量子寄存器(QUREG)的第二水平线(LH2)临时通电，该第二水平电流分量以具有第二水平调制的第一水平电子1-电子2微波共振频率(fMWHEE1)调制；
-以第二垂直电流(IV2)的第二垂直电流分量向量子寄存器(QUREG)的第二垂直线(LV2)临时通电，该第二垂直电流分量以具有第二垂直调制的第一垂直电子1-电子2微波共振频率(fMWVEE1)调制，
-其中第二水平线(LH2)可以等于第一水平线(LH1)，并且其中第二水平电流(IH2)则等于第一水平电流(IH1)，并且其中第二水平电流(IH2)则已经随着第一水平电流(IH1)的注入而被注入，并且
-其中第二垂直线(LV2)可以等于第一垂直线(LV2)，并且其中第二垂直电流(IV2)则等于第一垂直电流(IV1)，并且其中第二垂直电流(IV2)则已经随着第一垂直电流(IV1)的注入而被注入。
368.根据特征367的方法，
-其中第一水平调制相对于第一垂直调制相移了第一水平电子1-电子2微波共振频率(fMWHEE1)的周期的+/-π/2，并且
-其中第二水平调制相对于第二垂直调制相移了第二水平电子1-电子2微波共振频率(fMWHEE2)的周期的+/-π/2。
369.根据特征367的方法，
-以第一水平电流(IH1)的第一水平DC分量(IHG1)向第一水平线(LH1)额外通电，
-其中第一水平DC分量(IHG1)具有第一水平电流值；
-其中第一水平DC分量(IHG1)可以具有0A的第一水平电流值；
-以第一垂直电流(IV1)的第一垂直DC分量(IVG1)向第一垂直线(LV1)额外通电，
-其中第一垂直DC分量(IVG1)具有第一垂直电流值；
-其中第一垂直DC分量(IVG1)可以具有0A的第一垂直电流值；
-以第二水平电流(IH2)的第二水平DC分量(IHG2)向第二水平线(LH2)额外通电，
-其中第二水平DC分量(IHG2)具有第二水平电流值；
-其中第二水平DC分量(IHG2)可以具有0A的第二水平电流值；
-以第二垂直电流(IV2)的第二垂直DC分量(IVG2)向第二垂直线(LV2)额外通电，
-其中第二垂直DC分量(IVG2)具有第二垂直电流值；
-其中第二垂直DC分量(IVG2)可以具有0A的第一垂直电流值；
370.根据特征367至368中的一个或多个的方法，
-其中第一水平电流值等于第二水平电流值。
371.根据特征367至370中的一个或多个的方法，
-其中第一垂直电流值等于第二垂直电流值。
372.根据特征367至371中的一个或多个的方法，
-其中第一垂直电子1-电子1微波共振频率(fMWV1)等于第一水平电子1-电子2微波共振频率(fMWHEE1)。
373.根据特征367至372中的一个或多个的方法，
-其中用具有第一脉冲持续时间的第一垂直电流脉冲将第一垂直电流分量脉冲化；并且
-其中用具有第一脉冲持续时间的第一水平电流脉冲将第一水平电流分量脉冲化。
374.根据特征367至373中的一个或多个的方法，
-其中用具有第二脉冲持续时间的第二垂直电流脉冲将第二垂直电流分量脉冲化；并且
-其中用具有第二脉冲持续时间的第二水平电流脉冲将第二水平电流分量脉冲化。
375.根据特征367至374中的一个或多个的方法，
-其中用具有第一脉冲持续时间的第一垂直电流脉冲将第一垂直电流分量脉冲化，并且
-其中用具有第一脉冲持续时间的第一水平电流脉冲将第一水平电流分量脉冲化。
376.根据特征367至375中的一个或多个的方法，
-其中用具有第二脉冲持续时间的第二垂直电流脉冲将第二垂直电流分量脉冲化，并且
-其中用具有第二脉冲持续时间的第二水平电流脉冲将第二水平电流分量脉冲化。
377.根据特征367至376中的一个或多个和特征375的方法，
-其中第一垂直电流脉冲相对于第一水平电流脉冲相移了第一电子1-电子2微波共振频率(fMWHEE1)的周期的+/-π/2。
378.根据特征367至377中的一个或多个和特征376的方法，
-其中第二垂直电流脉冲相对于第二水平电流脉冲相移了第二电子1-电子2微波共振频率(fMWHEE2)的周期的+/-π/2。
379.根据特征367至378中的一个或多个的方法，
-其中第一时序脉冲持续时间具有与第一量子点(NV1)和第二量子点(NV2)的量子点对的拉比振荡的π/4或π/2(哈达玛门)或
3π/4或π(非门)的相位差相对应的第一脉冲持续时间，和/或
-其中第一时序脉冲持续时间具有与第一量子点(NV1)和第二量子点(NV2)的量子点对的拉比振荡周期的π/4的整数倍的相位差相对应的第一脉冲持续时间。
380.根据特征367至377中的一个或多个的方法，
-其中第二时序脉冲持续时间具有与第一量子点(NV1)和第二量子点(NV2)的量子点对的拉比振荡的π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)的相位差相对应的第二脉冲持续时间，和/或
-其中第二时序脉冲持续时间具有与第一量子点(NV1)和第二量子点(NV2)的量子点对的拉比振荡周期的π/4的整数倍的相位差相对应的第二脉冲持续时间。
381.根据特征377和380的方法，
-其中第一时序脉冲持续时间等于第二时序脉冲持续时间。
选择性NV1 NV2量子比特耦合方法382-383
382.根据特征367至381中的一个或多个的用于控制根据特征222至240中的一个或多个的量子寄存器(QUEREG)的第一量子比特(QUB1)和第二量子比特(QUB2)的对的方法，
-其中相对于该量子寄存器(QUREG)的其它量子比特(QUBj)选择性地进行门控(gating)控制，
具有以下步骤：
-以第一水平电流(IH1)的第一水平DC分量(IHG1)向第一水平线(LH1)额外通电，
-其中第一水平DC分量(IHG1)具有第一水平电流值；
-其中第一水平DC分量(IHG1)可以具有0A的第一水平电流值；
-以第一垂直电流(IV1)的第一垂直DC分量(IVG1)向第一垂直线(LV1)额外通电，
-其中第一垂直DC分量(IVG1)具有第一垂直电流值；
-其中第一垂直DC分量(IVG1)可以具有0A的第一垂直电流值；
-以第二水平电流(IH2)的第二水平DC分量(IHG2)向第二水平线(LH2)额外通电，
-其中第二水平DC分量(IHG2)具有第二水平电流值；
-其中第二水平DC分量(IHG2)可以具有0A的第二水平电流值；
-以第二垂直电流(IV2)的第二垂直DC分量(IVG2)向第二垂直线(LV2)额外通电，
-其中第二垂直DC分量(IVG2)具有第二垂直电流值；
-其中第二垂直DC分量(IVG2)可以具有0A的第一垂直电流值；
-如果存在的话，以第j水平直流分量(IHGj)向量子寄存器(QUREG)的另外的第j量子比特(QUBj)的第j水平线(LHj)额外通电，
-其中第j水平DC分量(IHGj)具有第j水平电流值；
-如果存在的话，以第j垂直直流分量(IVGj)向量子寄存器(QUREG)的另外的第j量子比特(QUBj)的第j垂直线(LVj)额外通电。
-其中第j垂直DC分量(IHGj)具有第j垂直电流值。
383.根据特征382的程序，
-其中第一垂直电流值不同于第j垂直电流值，和/或
-其中第二垂直电流值不同于第j垂直电流值，和/或
-其中第一水平电流值不同于第j水平电流值，和/或
-其中第二水平电流值不同于第j水平电流值。
通用纠缠(电子-电子纠缠)384-385
384.用于使根据特征222至240中的一个或多个的量子寄存器(QUREG)或根据特征241至252中的一个或多个的非均匀量子寄存器(IQUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的量子信息(特别是其电子构型的自旋)与该量子寄存器(QUREG)或所述非均匀量子寄存器(IQUREG)的第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的量子信息(特别是第二量子点(QUB2)的第一电子构型的第一自旋)纠缠的方法，在下文中被称为电子-纠缠操作，其特征在于，
-其包括用于复位电子-电子量子寄存器(CEQUREG)或非均匀量子寄存器(IQUREG)的方法，并且
-其包括用于执行哈达玛门的方法；并且
-其包括用于执行CNOT门的方法，
-其包括用于使根据特征222至240中的一个或多个的量子寄存器(QUREG)或根据特征241至252中的一个或多个的非均匀量子寄存器(IQUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的量子信息(特别是第一量子点(NV1)的第一电子构型的第一自旋)与该电子-电子量子寄存器(QUREG)或该非均匀量子寄存器(IQUREG)的第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的量子信息(特别是该第二量子点(NV2)的第二电子构型的第二自旋)纠缠的另一方法。
385.用于使根据特征222至240中的一个或多个的量子寄存器(QUREG)或根据特征241至252中的一个或多个的非均匀量子寄存器(IQUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的量子信息(特别是第一电子构型的第一自旋)与该量子寄存器(QUREG)或所述非均匀量子寄存器(IQUREG)的第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的量子信息(特别是第二量子点(QUB2)的第二电子构型的第二自旋)纠缠的方法，在下文中被称为电子-纠缠操作，其特征在于，
-其包括用于复位根据特征323和/或特征324的电子-电子量子寄存器(CEQUREG)或非均匀量子寄存器(IQUREG)的方法，并且
-其包括根据特征328至333中的一个或多个执行哈达玛门的方法，并且
-其包括根据特征420执行CNOT门的方法，
-其包括用于使根据特征222至240中的一个或多个的量子寄存器(QUREG)或根据特征241至252中的一个或多个的非均匀量子寄存器(IQUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的量子信息(特别是第一量子点(NV1)的第一电子构型的第一自旋)与该电子-电子量子寄存器(QUREG)或该非均匀量子寄存器(IQUREG)的第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的量子信息(特别是该第二量子点(NV2)的第二电子构型的第二自旋)纠缠的另一方法。
电子-核交换操作386-410
核-电子-CNOT(核-电子-CNOT操作)386-390
386.用于根据作为核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的量子信息(特别是其原子核的核自旋)改变根据特征203至215中的一个或多个的核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的量子信息(特别是其电子或其电子构型)的核-电子-CNOT操作，在下文中被称为核-电子CNOT操作，包括以下步骤：
-将水平电流(IH)的水平电流分量注入量子比特(QUB)的水平线(LH)，
-其中水平电流分量具有用核-电子微波共振频率(fMWCE)的水平调制，并且
-将垂直电流(IV)的垂直电流分量注入量子比特(QUB)的垂直线(LV)，
-其中垂直电流分量表现出具有核-电子微波共振频率(fMWCE)的垂直调制。
387.根据特征386的方法，
-其中垂直调制相对于水平调制位移了核-电子微波共振频率(fMWCE)的周期的+/-π/2。
388.根据特征386和387的方法，
-其中用具有第一脉冲持续时间的第一垂直电流脉冲将第一垂直电流分量脉冲化；并且
-其中用具有第一脉冲持续时间的第一水平电流脉冲将第一水平电流分量脉冲化。
389.根据特征386至388中的一个或多个的方法，
-其中第一垂直电流脉冲相对于水平电流脉冲的相移了微波共振频率(fMWCE)的周期的+/-π/2。
390.根据特征386至389中的一个或多个的方法，
-其中第一时序脉冲持续时间具有与核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子点(NV1)和核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子点(CQUB)的量子对的拉比振荡的π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)的相位差相对应的第一脉冲持续时间，和/或
-其中第一时序脉冲持续时间具有与核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子点(NV1)和核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子点(CQUB)的量子对的拉比振荡的周期的π/4的整数倍的相位差相对应的第一脉冲持续时间。
电子-CNOT(电子-核CNOT操作)391-395
391.用于根据核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的量子信息(特别是其电子或其电子构型)改变根据特征203至215中的一个或多个的该核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的量子信息(特别是其原子核的核自旋)的电子-核CNOT操作，在下文中被称为电子-核CNOT操作，具有以下步骤：
-将水平电流(IH)的水平电流分量注入量子比特(QUB)的水平线(LH)，
-其中水平电流分量具有处于电子-核无线电波共振频率(fRWEC)的水平调制，并且
-将垂直电流(IV)的电流分量注入量子比特(QUB)的垂直线(LV)，
-其中垂直电流分量表现出具有电子-核无线电波共振频率(fRWEC)的垂直调制。
392.根据特征391的方法，
-其中垂直调制相对于水平调制位移了电子-核无线电波共振频率(fRWEC)的周期的+/-π/2。
393.根据特征391至392的方法，
-其中用具有脉冲持续时间的垂直电流脉冲将垂直电流分量脉冲化，并且
-其中用具有脉冲持续时间的水平电流脉冲将水平电流分量脉冲化。
394.根据特征391至393中的一个或多个的方法，
-垂直电流脉冲相对于水平电流脉冲相移了电子-核无线电波共振频率(fRWEC)的周期的+/-π/2。
395.根据特征391至394中的一个或多个的方法，
-其中第一时序脉冲持续时间具有与核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子点(NV1)和核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子点(CQUB)的量子对的拉比振荡的π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)的相位差相对应的第一脉冲持续时间，和/或
-其中第一时序脉冲持续时间具有与核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子点(NV1)和核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子点(CQUB)的量子对的拉比振荡周期的π/4的整数倍的相位差相对应的第一脉冲持续时间。
自旋交换核-电子(电子-核交换操作)396-398
396.用于使根据特征203至215中的一个或多个的核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的量子信息(特别是其原子核的核自旋)与该核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的量子信息(特别是其电子)纠缠的方法，在下文中被称为电子-核交换操作，具有以下步骤：
-执行电子-核CNOT操作；
-随后执行核-电子CNOT操作；
-随后执行电子-核CNOT操作。
397.根据特征396的程序，
-其中执行电子-核CNOT操作的方法是根据特征391至395中的一个或多个的方法。
398.根据特征396至397中的一个或多个的方法，
-其中执行核-电子CNOT操作的方法是根据特征386至390中的一个或多个的方法。
可替代的核-电子自旋交换程序399
399.用于使根据特征203至215中的一个或多个的核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)(特别是其原子核的核自旋)的量子信息与该核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)(特别是其电子)的量子信息纠缠的方法，在下文中被称为电子-核交换延迟操作，具有以下步骤：
-改变量子点(NV)的量子信息，尤其是量子点(NV)电子构型的自旋态的量子信息；
-随后等待磁共振弛豫时间τK。
通用核纠缠(核-电子纠缠)400
400.用于使根据特征203至215中的一个或多个的核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)(特别是其原子核的核自旋)的量子信息与该核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)(特别是量子点(NV)的电子构型的自旋)的量子信息纠缠的方法，在下文中被称为核-电子纠缠操作，其特征在于，
-其包括用于复位核电子量子寄存器(CEQUREG)的方法；并且
-其包括用于执行哈达玛门的方法，并且
-其包括用于执行CNOT门的方法，并且
-其是用于使根据特征203至215中的一个或多个的核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)(特别是其原子核的核自旋)的量子信息与该核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)(特别是量子点(NV)的电子构型的自旋)的量子信息纠缠的另一方法。
401.用于使根据特征203至215中的一个或多个的核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)(特别是其原子核的核自旋)的量子信息与该核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)(特别是量子点(NV)的电子构型的自旋)的量子信息纠缠的方法，在下文中被称为核-电子纠缠操作，其特征在于，
-其包括根据特征325至327中的一个或多个的核电子量子寄存器(CEQUREG)的复位方法，并且
-其包括根据特征328至333中的一个或多个执行哈达玛门的方法，并且
-其包括根据特征418执行CNOT门的方法，或者
-其是用于使根据特征203至215中的一个或多个的核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)(特别是其原子核的核自旋)的量子信息与该核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)(特别是量子点(NV)的电子构型的自旋)的量子信息纠缠的另一方法。
通用纠缠(核-电子纠缠)400
402.用于使根据特征203至215中的一个或多个的核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)(特别是其原子核的核自旋)的量子信息与该核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)(特别是其电子或其电子构型)的量子信息交换的方法，在下文中被称为核-电子交换操作，其特征在于，
-其是电子-核交换延迟操作，或者
-其是电子-核交换操作，或者
-其是用于使根据特征203至215中的一个或多个的核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)(特别是其原子核的核自旋)的量子信息与该核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)(特别是其电子)的量子信息交换的另一方法。
电子-核量子寄存器无线电波驱动方法403-407
403.用于根据核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的量子信息，特别是其电子或其电子构型，改变根据特征203至215中的一个或多个的核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的量子信息，特别是其原子核的核自旋的方法，
具有以下步骤：
-以具有水平电流分量的水平电流(IH)控制量子比特(QUB)的水平线(LH)，该水平电流分量以具有水平调制的电子-核无线电波共振频率(fRWEC)调制；
-量子比特(QUB)的垂直传导体(LV)由具有垂直电流分量的垂直电流(IV)调制，该垂直电流分量以具有垂直调制的电子-核无线电波共振频率(fRWEC)调制。
404.根据特征403的方法，
-其中水平电流分量的水平调制相对于垂直电流分量的垂直调制在时间上相移了电子-核无线电波共振频率(fRWEC)的周期的+/-π/2。
405.根据特征403至404的方法，
-其中垂直电流分量以垂直电流脉冲脉冲化，并且
-其中水平电流分量以水平电流脉冲脉冲化。
406.根据特征403至405中的一个或多个和特征405的方法，
-其中第二垂直电流脉冲相对于第二水平电流脉冲相移了电子-核无线电波共振频率(fRWEC)的周期的+/-π/2。
407.根据特征403至406中的一个或多个和特征405的方法，
-其中水平电流脉冲和垂直电流脉冲的时序脉冲持续时间τRCE是与由核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)和核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)组成的系统的拉比振荡的周期持续时间的π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)的相位差相对应的脉冲持续时间，和/或
-其中水平电流脉冲和垂直电流脉冲的时序脉冲持续时间τRCE具有与由核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)和核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)组成的系统的拉比振荡周期的π/4的整数倍的相位差相对应的脉冲持续时间。
核电子量子寄存器微波控制方法408-412
408.用于根据核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的量子信息，特别是其原子核的核自旋，改变根据特征203至215中的一个或多个的该核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的量子信息，特别是其电子或其电子构型的方法，
具有以下步骤：
-以具有水平电流分量的水平电流(IH)向量子比特(QUB)的水平线(LH)通电，该水平电流分量以具有水平调制的核-电子微波共振频率(fMWCE)调制；
-以具有垂直电流分量的垂直电流(IV)向量子比特(QUB)的垂直传导体(LV)通电，该垂直电流分量以具有垂直调制的核-电子微波共振频率(fMWCE)调制。
409.根据特征408的方法，
-其中水平电流分量的水平调制相对于垂直电流分量的垂直调制在时间上相移了核-电子微波共振频率(fMWCE)的周期的+/-π/2。
410.根据特征408至409的方法，
-其中垂直电流分量以垂直电流脉冲脉冲化，并且
-其中水平电流分量以水平电流脉冲脉冲化。
411.根据特征408至410中的一个或多个和特征410的方法，
-其中第二垂直电流脉冲相对于第二水平电流脉冲相移了核-电子微波共振频率(fMWCE)的周期的+/-π/2。
412.根据特征408至411中的一个或多个的方法，
-其中水平电流脉冲和垂直电流脉冲的时序脉冲持续时间τCE是与核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)和核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的量子对的拉比振荡的周期持续时间的π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)的相位差相对应的脉冲持续时间，和/或
-其中水平电流脉冲和垂直电流脉冲的时序脉冲持续时间τCE具有与核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)和核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的量子对的拉比振荡周期的π/4的整数倍的相位差相对应的脉冲持续时间。
核-核量子寄存器无线电波驱动方法413-417
413.用于根据核-核量子寄存器(CCQUREG)的第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)的量子信息，特别是第二核量子点(CI2)的核自旋，改变根据特征253至269中的一个或多个的该核-核量子寄存器(CCQUREG)的第一核量子比特(CQUB)的第一核量子点(CI1)的量子信息，特别是其原子核的核自旋的方法，
具有以下步骤：
-以第一水平电流分量(IH1)向第一核量子比特(CQUB1)的第一水平线(LH1)通电，该第一水平电流分量(IH1)以具有水平调制的第一核无线电波共振频率(fRWECC)调制；
-以第一垂直电流分量(IV1)向第一核量子比特(CQUB1)的第一垂直线(LV1)通电，该第一垂直电流分量(IV1)以具有垂直调制的第一核无线电波共振频率(fRWECC)调制。
414.根据前述特征的方法，
-其中水平调制相对于垂直调制在时间上相移了第一核-核无线电波共振频率(fRWECC)的周期的+/-π/2。
415.根据前述特征中的一个或多个的方法，
-其中水平电流分量至少暂时地以水平电流脉冲分量脉冲化，并且
-其中垂直电流分量至少暂时地以垂直电流脉冲分量脉冲化。
416.根据特征413至415中的一个或多个和特征415的方法，
-其中第二垂直电流脉冲相对于第二水平电流脉冲相移了第一核-核无线电波共振频率(fRWECC)的周期的+/-π/2。
417.根据特征413至416中的一个或多个的方法，
-其中水平和垂直电流脉冲分量的时序脉冲持续时间τRCC具有与第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)和第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)的量子对的拉比振荡周期的π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)的相位差相对应的持续时间，和/或
-其中水平和垂直电流脉冲分量的时序脉冲持续时间τRCC具有与第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)和第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)的量子对的拉比振荡周期的π/4的整数倍的相位差相对应的持续时间。
复合方法418
量子比特评估418
418.用于评估根据特征272至278中的一个或多个的核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的将被读出的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的量子信息，特别是自旋态的方法，包括以下步骤：
-用绿光，特别是500nm波长至700nm波长，典型用532nm波长的光照射核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的将被读出的量子比特(QUB1)的量子点(NV1)；
-在至少一个第一电提取线，特别是用作第一电提取线的屏蔽线(SH1，SV1)和第二电提取线，特别是用作第二电提取线且与使用的屏蔽线(SH1，SV1)相邻的另外的屏蔽线(SH2，SV2)之间同时施加电压，
-其中将被读出的核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的量子比特(QUB1)的量子点(NV1)位于这两条电排出线之间的电场中，并且
-其中核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的剩余量子比特(QUB2)的不可读出的量子点(NV2)不位于这两条电动排出线之间的电场中；并且
-选择性地控制特别是根据特征339至366中的一个或多个的核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的将被读出的量子比特(QUB1)的将被读出的量子点(NV1)；
-根据形成根据特征203至215中的一个或多个的具有要被读出的量子比特(QUB1)核电子量子寄存器(CQUREG)的核量子比特(CQUB1)的核量子点(CI1)的核自旋，借助于双光子过程通过核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的将被读出的量子比特(QUB1)的将被读出的量子点(NV1)产生光电子，
-如果存在的话，经由第一电提取线，特别是屏蔽线(SH1，SV1)和基板(D)或外延层(DEPI)之间的接触(KV11，KH11)，提取量子寄存器(QUREG)的将被读出的量子比特(QUB1)的将被读出的量子点(NV1)的电子作为电子电流；
-如果存在的话，经由第二电提取线，特别是另外的屏蔽线(SH2，SV2)和基板(D)或外延层(DEPI)之间的接触(KV12，KH22)，提取量子寄存器(QUREG)的将被读出的量子比特(QUB1)的将被读出的量子点(NV1)的空穴作为空穴电流；
-如果空穴电流和电子电流的总电流具有低于第一阈值(SW1)的电流值的总电流量，则产生具有第一逻辑值的评估信号，和
-如果空穴电流和电子电流的总电流具有高于第一阈值(SW1)的电流值的总电流量，则产生具有第二逻辑值的评估信号，
-其中第二逻辑值不同于第一逻辑值。
量子计算机结果提取419
419.用于读出根据特征1至102中的一个或多个的量子比特(QUB)的量子点(NV)状态的方法，包括以下步骤：
-评估量子点(NV)的电荷状态；
-假定量子点(NV)在评估开始时带负电荷，则生成具有第一逻辑电平的评估信号；
-假定量子点(NV)在评估开始时不带负电荷，则生成具有不同于第一逻辑电平的第二逻辑电平的评估信号。
电子-电子-CNOT操作420-421
420.根据特征222至235中的一个或多个的量子寄存器(QUEREG)CNOT操纵的执行方法，在下文中被称为电子-电子-CNOT，
-其中量子寄存器(QUREG)的基板(D)为量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)和量子寄存器(QUREG)的第二量子比特(QUB2)共用，并且
-其中量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)的量子点(NV)是第一量子点(NV1)，并且
-其中量子寄存器(QUREG)的第二量子比特(QUB2)的量子点(NV)是第二量子点(NV2)；并且
-由此，量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)的水平线(LH)在下文中被称为第一水平线(LH1)；并且
-其中量子寄存器(QUREG)的第二量子比特(QUB2)的水平线(LH)在下文中被称为第二水平线(LH2)；并且
-其中量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)的垂直线(LV)在下文中被称为第一垂直线(LV1)；并且
-其中量子寄存器(QUREG)的第二量子比特(QUB2)的垂直线(LV)在下文中被称为第二垂直线(LV2)；并且
-其中第一水平线(LH1)可以等于第二水平线(LH2)，并且
-其中如果第一水平线(LH1)不等于第二水平线(LH2)，则第一垂直线(LV1)可以等于第二垂直线(LH2)，
具有以下步骤：
-在与第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的拉比振荡周期的第一相位角
特别是π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)或π/4的整数倍相对应的持续时间内，以第一水平电流(IH1)的第一水平电流分量向第一水平线(LH1)通电，
-其中第一水平电流分量以具有第一水平调制的第一微波共振频率(fMW1)调制；
-在与第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的拉比振荡周期的第一相位角
特别是π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)或π/4的整数倍相对应的持续时间内，以第一垂直电流(IV1)的第一垂直电流分量向第一垂直线(LV1)通电，
-其中第一垂直电流分量以具有第一垂直调制的第一微波共振频率(fMW1)调制，
-其中除了所述相移之外，与第一垂直线(LV1)的通电并行地发生第一水平线(LH1)的通电，并且
-以具有第一水平电流值的第一水平直流电流(IHG1)向第一水平线(LH1)通电，其中第一水平电流值可以具有0A的幅度；
-以具有第一垂直电流值的第一垂直直流电流(IVG1)向第一垂直线(LV1)通电，其中第一垂直电流值可以具有0A的幅度；
-以具有第一水平电流值的第二水平直流电流(IHG2)向第二水平线(LH2)通电，其中第一水平电流值可以具有0A的量；
-以第二垂直电流(IVG2)向第二垂直线(LV2)通电，其第二垂直电流值不同于第一垂直电流值；
-其中第二垂直电流值和第一垂直电流值被选择为使得，
-当第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的相位矢量在第一位置时，第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的相位矢量执行围绕第一相位角
特别是π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)或π/4的整数倍的相位旋转，并且
-如果第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的相位矢量不在第一位置而在第二位置，第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的相位矢量不执行围绕相位角
特别是π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)或π/4的整数倍的相位旋转，并且
-第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的相位矢量不执行任何或仅执行轻微的相位旋转；
-随后在与第二量子比特的第二量子点(NV2)的拉比振荡的相位角
特别是π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)或π/4的整数倍相对应的持续时间内，以第二水平电流分量(IHM2)向第二水平线(LH2)通电，
-其中第二水平电流分量(IHM2)以具有第二水平调制的第二微波共振频率(fMW2)调制；
-在与第二量子比特的第二量子点(NV2)的拉比振荡周期的相位角
特别是π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)或π/4的整数倍相对应的持续时间内，以第二垂直电流分量(IVM2)向第二垂直线(LV2)通电，
-其中第二垂直电流分量(IVM2)以具有第二垂直调制的第二垂直微波共振频率(fMW2)调制，
-由此除了所述相移之外，与第二垂直线(LV2)的通电并行地发生第二水平线(LH2)的通电，并且
-以具有第二水平电流值的第二水平DC电流分量(IHG2)向第二水平线(LH2)通电，其中第二水平电流值可以从0A开始；
-以具有第二垂直电流值的第二垂直DC电流分量(IVG2)向第二垂直线(LV2)通电，其中第二垂直电流值可以从0A开始；
-以具有第一水平电流值的第一水平DC电流分量(IHG1)向第一水平线(LH1)通电，其中第一水平电流值可以从0A开始；
-以具有第一垂直电流值的第一垂直DC电流分量(IVG1)向第一垂直线(LV1)通电，其中第一垂直电流值不同于第二垂直电流值；
-其中第一垂直电流值和第二垂直电流值现在被选择为使得，
-当第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的相位矢量在第一位置时，第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的相位矢量执行围绕角
特别是π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)或π/4的整数倍的相位旋转，并且
-如果第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的相位矢量不在第一位置而在第二位置，第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的相位矢量不执行围绕角
特别是π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)或π/4的整数倍的相位旋转，并且
-第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的相位矢量不执行相位旋转。
421.根据特征420的方法，
-其中第一水平调制相对于第一垂直调制相移了第一微波共振频率(fMW1)的周期的+/-π/2，和/或
-其中第二水平调制相对于第二垂直调制相移了第二微波共振频率(fMW2)的周期的+/-π/2。
量子计算422-424
422.核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的操作方法，包括以下步骤：
-复位核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的量子比特(QUB1，QUB2)的量子点(NV)；
-对核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的量子比特(QUB1，QUB2)的量子点(NV)进行单次或多次操作；
-保存操作结果；
-复位核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的量子比特(QUB1，QUB2)的量子点(NV)；
-回读存储的篡改结果；
-读出核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的量子比特(QUB1，QUB2)的量子点(NV)的状态。
423.根据特征422的量子寄存器和/或量子比特的操作方法，
-其中借助于根据特征323至327中的一个或多个的一种或多种方法来执行核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的量子比特(QUB1，QUB2)的量子点(NV)的复位，和/或
-其中借助于根据特征328至333和/或339至383中的一个或多个的方法来执行核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的量子比特(QUB1，QUB2)的量子点(NV)的量子状态的单次或多次操作，和/或
-其中借助于根据特征386至407中的一个或多个的方法来执行存储操作结果，和/或
-其中借助于根据特征323至327中的一个或多个的一种或多种方法来执行核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的量子比特(QUB1，QUB2)的量子点(NV)的第二复位，和/或
-其中借助于根据特征386至407中的一个或多个的方法来执行存储的操作结果的回读，和/或
-其中借助于根据特征418至419中的一个或多个的方法来执行读出量子寄存器(QUREG)的量子比特(QUB1，QUB2)的量子点(NV)和/或量子比特(QUB)的量子点(NV)的状态。
424.量子寄存器(QUREG)和/或量子比特(QUB)的操作方法，包括以下步骤：
-借助于根据特征323至327中的一个或多个的一种或多种方法来复位核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的量子比特(QUB1，QUB2)的量子点(NV)；
-借助于根据特征328至333和/或339至383中的一个或多个的方法执行核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的量子比特(QUB1，QUB2)的量子点(NV)的量子状态的单次或多次操作；
-使用根据特征386至407中的一个或多个的方法来存储操作结果；
-借助于根据特征323至327中的一个或多个的一种或多种方法来复位核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的量子比特(QUB1，QUB2)的量子点(NV)；
-借助于根据特征386至407中的一个或多个的方法来回读存储的操作结果；
-借助于根据特征418至419中的一个或多个的方法来读出量子寄存器(QUREG)的量子比特(QUB1，QUB2)的量子点(NV)和/或量子比特(QUB)的量子点(NV)的状态。
量子硬件425
量子总线425-440
425.量子总线(QUBUS)，
-具有n个量子比特(QUB1至QUBn)，
-n为正整数，且n≥2，
-具有第一核量子比特(CQUB1)，
-具有第n核量子比特(CQUBn)，
-其中n个量子比特(QUB1至QUBn)可以从1到n编号，
-其中第j量子比特(QUBj)是这些n个量子比特(QUB1至QUBn)中的任何一个，其中1<j<n，仅当n>2成立时才予以考虑，并且
-其中每个第j量子比特(QUBj)具有前导量子比特(QUB(j-1))，并且
-其中每个第j量子比特(QUBj)具有后继量子比特(QUB(j+1))，并且
-其中第一量子比特(QUB1)与第一核量子比特(CQUB1)形成根据特征203至215中的一个或多个的第一核电子量子寄存器(CEQUREG1)，并且
-其中第n量子比特(QUBn)与第n核量子比特(CQUBn)形成根据特征203至215中的一个或多个的第n核-电子量子寄存器(CEQUREGn)，并且
-其中第一量子比特(QUB1)与第二量子比特(QUB2)形成第一电子-电子量子寄存器(QUREG1)，并且
-其中第n量子比特(QUBn)与第(n-1)量子比特(QUB(n-1))形成第(n-1)电子-电子量子寄存器(QUREG(n-1))，并且
-其中当n>2时，在下文中被表示为第j量子比特(QUBj)(1<j<n)的其它n-2个量子比特中的每个，
-与其前导量子比特(QUB(j-1))形成第(j-1)量子寄存器(QUREG(j-1))，并且
-与其后继量子比特(QUB(j+1))形成第j量子寄存器(QUREGj)，
-导致具有两个核电子量子寄存器(CEQUREG1，CEQUREGn)以及位于第一核量子比特(CQUB1)和第n核量子比特(CQUBn)之间的n-1个量子寄存器(QUREG1至QUREG(n-1))的闭合链。426.量子总线(QUBUS)，特别是根据特征225，
-具有n个量子比特(QUB1至QUBn)，每个量子比特具有一个量子点(NV1至NVn)，
-n为正整数，且n≥2，
-具有第一核量子比特(CQUB1)，
-具有第n核量子比特(CQUBn)，
-其中n个量子比特(QUB1至QUBn)可以从1到n编号，
-其中第j量子比特(QUBj)是这些n个量子比特(QUB1至QUBn)中的任何一个，其中1<j<n，仅当n>2成立时才予以考虑，并且
-其中每个第j量子比特(QUBj)具有前导量子比特(QUB(j-1))，并且
-其中每个第j量子比特(QUBj)具有后继量子比特(QUB(j+1))，并且
-其中第一量子比特(QUB1)与第一核量子比特(CQUB1)形成第一核电子量子寄存器(CEQUREG1)；并且
-其中第n量子比特(QUBn)与第n核量子比特(CQUBn)形成第n核电子量子寄存器(CEQUREGn)；并且
-其中第一量子比特(QUB1)与第二量子比特(QUB2)形成第一电子-电子量子寄存器(QUREG1)；并且
-其中第n量子比特(QUBn)与第(n-1)量子比特(QUB(n-1)形成第(n-1)电子-电子量子寄存器(QUREG(n-1))，并且
-其中当n>2时，1<j<n，在下文中被表示为第j量子比特(QUBj)的其它n-2个量子比特中的每个，
-与其前导量子比特(QUB(j-1))形成第(j-1)量子寄存器(QUREG(j-1))，并且
-与其后继量子比特(QUB(j+1))形成第j量子寄存器(QUREGj)，
-导致具有两个核电子量子寄存器(CEQUREG1，CEQUREGn)以及位于第一核量子比特(CQUB1)和第n核量子比特(CQUBn)之间的n-1个量子寄存器(QUREG1至QUREG(n-1))的闭合链，并且
-其中第一核量子点(CI1)和第一量子点(NV1)之间的距离足够小，以允许第一量子点(NV1)的状态和第一核量子点(CI1)的状态耦合或纠缠，并且
-其中第n核量子点(CIn)和第n量子点(NVn)之间的距离非常小，使得第n量子点(NVn)的状态与第n核量子点(CIn)的状态的耦合或纠缠是可能的，并且
-其中第j量子点(NVj)和第(j+1)量子点之间的距离非常小，且1≤j<n，使得第j量子点(NVj)的状态与第(j+1)量子点(NV(j+1))的状态的耦合或纠缠是可能的，
其特征在于，
-第一核量子点(CI1)和第n核量子点(CIn)之间的距离使得第一核量子点(CI1)的状态与第n核量子点(CIn)的状态的耦合或纠缠是不可能的，并且
-第一量子点(NV1)和第n量子点(NVn)之间的距离使得第一量子点(NV1)的状态与第n量子点(NVn)的状态的耦合或纠缠是不可能的，并且
-第n核量子点(CIn)和第一量子点(NV1)之间的距离使得第一量子点(NV1)的状态与第n核量子点(CIn)的状态的耦合或纠缠点是不可能的，并且
-第一核量子点(CI1)和第n量子点(NVn)之间的距离使得第n量子点(NVn)的状态与第一核量子点(CI1)的状态的耦合或纠缠是不可能的，并且
-n个量子比特(QUB1至QUBn)中的各量子比特具有用于选择性地控制该量子比特的量子点的装置，并且
-用于选择性控制该量子比特的量子点的每个设备分别具有垂直线(LV)和水平线(LH)。
427.根据特征425或特征426的量子总线(QUBUS)，
-其中第一核量子比特(CQUB1)包括第一核量子点(CI1)；并且
-其中第n核量子比特(CQUBn)包括第n核量子点(CIn)，并且
-其中在没有附属量子比特的帮助的情况下，第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)的磁场和/或状态基本上不直接影响第n核量子比特(CQUBn)的第n核量子点(CIn)，和/或
-其中在没有附属量子比特的帮助的情况下，第n核量子比特(CQUBn)的第n核量子点(CIn)的磁场和/或状态基本上不直接影响第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)，
-其中“基本上”在这里应当被理解为是指，在大多数情况下，可能发生的影响对于技术结果而言是轻微的。
428.根据特征425至427中的一个或多个的量子总线(QUBUS)，
-其中第一核量子比特(CQUB1)包括第一核量子点(CI1)；并且
-其中第n量子比特(QUBn)包括第n量子点(NVn)，并且
-其中在没有附属量子比特的帮助的情况下，第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)的磁场和/或状态基本上不直接影响第n量子比特(QUBn)的第n量子点(NVn)，和/或
-其中在没有附属量子比特的帮助的情况下，第n量子比特(QUBn)的第n量子点(NVn)的磁场和/或状态基本上不直接影响第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)，
-其中“基本上”在这里应当被理解为是指，在大多数情况下，可能发生的影响对于技术结果而言是轻微的。
429.根据特征425至428中的一个或多个的量子总线(QUBUS)，
-其中第一量子比特(QUB1)包括第一量子点(NV1)；并且
-其中第n核量子比特(CQUBn)包括第n核量子点(CIn)，并且
-其中在没有附属量子比特的帮助的情况下，第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的磁场和/或状态基本上不直接影响第n核量子比特(CQUBn)的第n核量子点(CIn)，和/或
-其中在没有附属量子比特的帮助的情况下，第n核量子比特(CQUBn)的第n核量子点(CIn)的磁场和/或状态基本上不直接影响第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)，
-其中“基本上”在这里应当被理解为是指，在大多数情况下，可能发生的影响对于技术结果而言是轻微的。
430.根据特征425至429中的一个或多个的量子总线(QUBUS)，
-其中第一量子比特(QUB1)包括第一量子点(NV1)；并且
-其中第n量子比特(CQUBn)包括第n量子点(NVn)，并且
-其中在没有附属量子比特的帮助的情况下，第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的磁场和/或状态基本上不直接影响第n量子比特(QUBn)的第n量子点(NVn)，和/或
-其中在没有附属量子比特的帮助的情况下，第n量子比特(QUBn)的第n量子点(NVn)的磁场和/或状态基本上不直接影响第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)，
-其中“基本上”在这里应当被理解为是指，在大多数情况下，可能发生的影响对于技术结果而言是轻微的。
431.根据特征430的量子总线，
-其中第n量子比特(QUBn)的第n量子点(NVn)的磁场和/或状态通过访问作为附属量子比特的n个量子比特(QUB1至QUBn)的n个量子点(NV1至NVn)中的量子点基本上间接地影响第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)，和/或
-其中第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的磁场和/或状态通过访问作为附属量子比特的n个量子比特(QUB1至QUBn)的n个量子点(NV1至NVn)中的量子点基本上间接地影响第n量子比特(QUBn)的第n量子点(NVn)。
432.量子总线(QUBUS)，
-具有n个量子比特(QUB1至QUBn)，
-n为正整数，
-且n≥2，
-具有第一量子ALU(QUALU1)，
-具有第n量子ALU(QUALUn)，
-其中n个量子比特(QUB1至QUBn)可以从1到n编号，
-其中第一量子比特(QUB1)是第一量子ALU(QUALU1)的量子比特(QUB1)，并且
-其中第n量子比特(QUBn)是第n量子ALU(QUALUn)的量子比特(QUBn)，并且
-其中第j量子比特(QUBj)是这n个量子比特(QUB1至QUBn)中的任何一个，其中1<j<n，仅当n>2成立时才予以考虑，并且
-其中每个第j量子比特(QUBj)具有前导量子比特(QUB(j-1))，并且
-其中每个第j量子比特(QUBj)具有后继量子比特(QUB(j+1))，并且
-其中第一量子比特(QUB1)与第二量子比特(QUB2)形成第一电子-电子量子寄存器(QUREG1)，并且
-其中第n量子比特(QUBn)与第(n-1)量子比特(QUB(n-1))形成第(n-1)电子-电子量子寄存器(QUREG(n-1))，并且
-其中当n>2时，1<j<n，在下文中被表示为第j量子比特(QUBj)的其它n-2个量子比特中的每个，
-与其前导量子比特(QUB(j-1))形成第(j-1)量子寄存器(QUREG(j-1))，并且
-与其后继量子比特(QUB(j+1))形成第j量子寄存器(QUREGj)，
-导致与第一核量子比特(CQUB1)和第n核量子比特(CQUBn)之间的n-1个量子寄存器(QUREG1至QUREG(n-1))的闭合链。433.根据特征432的的量子总线(QUBUS)，
-其中第一量子ALU(QUALU1)包括第一核量子点(CI1)，并且
-其中第n量子ALU(QUALUn)包括第n核量子点(CIn)，并且
-其中在没有附属量子比特的帮助的情况下，第一量子ALU(QUALU1)的第一核量子点(CI1)的磁场和/或状态基本上不直接影响第n量子ALU(QUALUn)的第n核量子点(CIn)，和/或
-其中在没有附属量子比特的帮助的情况下，第n量子ALU(QUALUn)的第n核量子点(CIn)的磁场和/或状态基本上不直接影响第一量子ALU(QUALU1)的第一核量子点(CI1)，
-其中“基本上”在这里应当被理解为，在大多数情况下，发生的影响对于技术结果而言是轻微的。
434.根据特征432至433中的一个或多个的量子总线(QUBUS)，
-其中第一量子ALU(QUALU1)包括第一核量子点(CI1)，并且
-其中第n量子ALU(QUALUn)包括第n量子点(NVn)，并且
-其中在没有附属量子比特的帮助的情况下，第一量子ALU(QUALU1)的第一核量子点(CI1)的磁场和/或状态基本上不直接影响第n量子ALU(QUALUn)的第n量子点(NVn)，和/或
-其中在没有附属量子比特的帮助的情况下，第n量子ALU(QUALUn)的第n量子点(NVn)的磁场和/或状态基本上不直接影响第一量子ALU(QUALU1)的第一核量子点(CI1)，
-其中“基本上”在这里应当被理解为是指，在大多数情况下，可能发生的影响对于技术结果而言是轻微的。
435.根据特征425至434中的一个或多个的量子总线(QUBUS)，
-其中第一量子ALU(QUALU1)包括第一量子点(NV1)，并且
-其中第n量子ALU(QUALUn)包括第n核量子点(CIn)，并且
-其中在没有附属量子比特的帮助的情况下，第一量子ALU(QUALU1)的第一量子点(NV1)的磁场和/或状态基本上不直接影响第n量子ALU(QUALUn)的第n核量子点(CIn)，和/或
-其中没有附属量子比特的帮助的情况下，第n量子ALU(QUALUn)的第n核量子点(CIn)的磁场和/或状态基本上不直接影响第一量子ALU(QUALU1)的第一量子点(NV1)，
-其中“基本上”在这里应当被理解为是指，在大多数情况下，可能发生的影响对于技术结果而言是轻微的。
436.根据特征425至435中的一个或多个的量子总线(QUBUS)，
-其中第一量子ALU(QUALU1)包括第一量子点(NV1)，并且
-其中第n量子ALU(QUALUn)包括第n量子点(NVn)，并且
-其中在没有附属量子比特的帮助的情况下，第一量子ALU(QUALU1)的第一量子点(NV1)的磁场和/或状态本质上不直接影响第n量子ALU(QUALUn)的第n量子点(NVn)，和/或
-其中在没有附属量子比特的帮助的情况下，第n量子ALU(QUALUn)的第n量子点(NVn)的磁场和/或状态基本上不直接影响第一量子ALU(QUALU1)的第一量子点(NV1)，
-其中“基本上”在这里应当被理解为是指，在大多数情况下，可能发生的影响对于技术结果而言是轻微的。
437.根据特征436的量子总线(QUBUS)，
-其中第n量子ALU(QUALUn)的第n量子点(NVn)的磁场和/或状态通过访问作为附属量子比特的n个量子比特(QUB1至QUBn)的n个量子点(NV1至NVn)的量子点基本上间接影响第一量子ALU(QUALU1)的第一量子点(NV1)，和/或
-其中第一量子ALU(QUALU1)的第一量子点(NV1)的磁场和/或状态通过访问作为附属量子比特的n个量子比特(QUB1至QUBn)的n个量子点(NV1至NVn)的量子点基本上间接影响第n量子ALU(QUALUn)的第n量子点(NVn)。
438.根据特征425至437中的一个或多个的量子总线(QUBUS)，
-其中量子总线具有线性部分(图25)和/或分支(图27)和/或扭折(图26)或环路(图28)。
439.根据特征425至438中的一个或多个的量子总线(QUBUS)，
-其中量子总线设置有装置(HD1至HDn，HS1至HSn，以及HD1至VDn，VS1至VSn，CBA，CBB，μC，LH1，LH2，LH3，LH4至LHn，LV1至LVm，SH1，SH2，SH3，SH4至SH(n+1)，SV1至SV(m+1))，以便确定作为第一量子ALU(QUALU1)的第一量子点(NV1)的电子构型的函数的第n量子ALU(QUALUn)的第n量子点(NVn)的电子构型的自旋和/或第n量子ALU(QUALUn)的核量子点(CIn)的核自旋和/或借助于n个量子比特(QUB1至QUBn)的量子比特来改变第一量子ALU(QUALU1)的核量子点(CI1)的核自旋。
440.根据特征425至439中的一个或多个的量子总线(QUBUS)，
-其中量子总线设置有装置(HD1至HDn，HS1至HSn，以及HD1至VDn，VS1至VSn，CBA，CBB，μC，LH1，LH2，LH3，LH4至LHn，LV1至LVm，SH1，SH2，SH3，SH4至SH(n+1)，SV1至SV(m+1))，
-以使量子总线(QUBUS)的量子比特(QUB1至QUBn)的单个或多个量子比特失谐，使得这些量子比特的共振频率的共振频率不再匹配相应存储的共振频率，
-其中其它量子比特通常仍然具有该存储的共振频率，并且
-其中共振频率的这种失谐以以下一种或多种方式发生：
-um借助于m条垂直线(LV1至LVm)的垂直线上的DC电势，和/或
-um借助于对m条垂直线(LV1至LVm)的垂直线中的垂直电流的相等的三角测量，和/或
-um借助于n条水平线(LH1至LHn)的水平线上的DC电势，和/或
-um借助于对n条水平线(LH1至LHn)的水平线中的水平电流的相等的三角测量。
(注：在图23中，选择了m＝1)
量子网络
441.量子网络(QUNET)，特征在于，
-其包括至少两个不同的相互连接的量子总线(QUBUS)，特别是根据特征425至440中的一个或多个。
442.根据特征441的量子网络(QUNET)，
-其中量子网络(QUNET)包括第一量子总线(QUBUS1)；并且
-其中量子网络(QUNET)包括第二量子总线(QUBUS2)，并且
-其中第一量子总线(QUBUS1)包括具有第一量子点(NV1)的第一量子比特(QUB1)；并且
-其中第二量子总线(QUBUS2)包括具有第n量子点(NVn)的第n量子比特(QUBn)；并且
-其中第一量子总线(QUBUS1)和/或第二量子总线(QUBUS2)包括具有另外的第j量子点(NVj)的至少一个另外的第j量子比特(QUBj)，并且
-其中仅在作为附属量子比特的至少一个另外的第j量子比特(QUBj)的至少一个另外的第j量子点(NVj)的帮助下，第一量子点(NV1)可以与第n量子点(NVn)耦合或纠缠，并且
-其中在没有作为附属量子比特的至少一个另外的第j量子比特(QUBj)的至少一个另外的第j量子点(NVj)的帮助下，第一量子点(NV1)可以仅以低概率，即，基本上不会与第n量子点(NVn)耦合或纠缠，
-使得以这种方式，至少一个另外的第j量子比特(QUBj)的至少一个另外的第j量子点(NVj)通过这种间接耦合/纠缠的可能性，经由该至少一个附属量子比特将第一量子总线(QUBUS1)连接到第二量子总线(QUBUS2)。
量子总线操作
443.用于将第j量子比特(QUBj)的第j量子点(NVj)的量子信息，特别是自旋信息与根据特征425至440中的一个或多个的量子总线(QUBUS)的后续第(j+1)量子比特(QUB(j+1))的第(j+1)量子点(NV(j+1))的量子信息，特别是自旋信息交换，特别是自旋交换的方法，
-根据特征420执行电子-电子-CNOT操作，
-以第j量子比特(QUBj)作为根据特征420的电子-电子-CNOT操作的第一量子比特(QUB1)，和
-以第(j+1)量子比特(QUB(j+1))作为根据特征420的电子-电子-CNOT操作的第二量子比特(QUB2)。
444.用于将第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)与根据特征425至440中的一个或多个的量子总线(QUBUS)的第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)纠缠的方法，
-执行特别是根据特征386至402中的一个或多个的电子-核交换操作，特别是根据特征400和/或401的核-电子纠缠操作；
-以第一量子比特(QUB1)作为所述电子-核交换操作的量子比特(QUB)，和
-以第一核量子比特(CQUB1)作为所述电子-核交换操作的核量子比特(CQUB)。
445.用于将第n量子比特(QUBn)的第n量子点(NVn)与根据特征425至440中的一个或多个的量子总线(QUBUS)的第n核量子比特(CQUBn)的第n核量子点(CIn)纠缠的方法，
-执行特别是根据特征386至402中的一个或多个的电子-核交换操作，特别是根据特征400和/或401的核-电子纠缠操作；
-以第n量子比特(QUBn)作为所述电子-核交换操作的量子比特(QUB)，和
-以第n核量子比特(CQUBn)作为所述电子-核交换操作的核量子比特(CQUB)。
446.用于将第一核量子比特(CQUB1)与根据特征425至440中的一个或多个的量子总线(QUBUS)的第n核量子比特(CQUBn)纠缠的方法，
-如果有必要的话，特别是借助于根据特征323和/或特征324的一种或多种方法，用于使量子总线(QUBUS)初始化的量子总线(QUBUS)的n个量子比特(QUB1至QUBn)的前擦除；
-特别是通过使用根据特征444的方法，将第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)与量子总线(QUBUS)的第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)的后续纠缠。
-然后重复以下步骤，直到所有n-1个量子点(NV2至NVn)都与其前导量子点(NV1至NV(n-1))纠缠为止，
-其中以下步骤是特别是根据根据特征443的方法的第j量子比特(QUBj)的第j量子点(NVj)与量子总线(QUBUS)的后续的第(j+1)量子比特(QUB(j+1))的第(j+1)量子点(NV(j+1))的交错，并且其中在该步骤的第一应用中，选择j＝1，并且其中在直到达到先前命名的循环终止条件j＝n的该步骤的后续应用中，选择新的标记数j＝j+1；
-特别是通过使用根据特征445的方法，将第n量子比特(QUBn)的第n量子点(NVn)与量子总线(QUBUS)的第n核量子比特(CQUBn)的第n核量子点(CIn)的后续纠缠。
447.用于将第一核量子比特(CQUB1)与根据特征425至440的一个或多个特征和根据特征446的量子总线(QUBUS)的第n核量子比特(CQUBn)纠缠的方法，
-根据特征446执行程序，
-然后重复以下步骤，直到所有n-1个量子点(NV2至NVn)都与其前导量子点(Nv1至NV(n-1))纠缠为止，
-其中以下步骤是特别是根据根据特征443的方法的第j量子比特(QUBj)的第j量子点(NVj)与量子总线(QUBUS)的后续的第(j+1)量子比特(QUB(j+1))的第(j+1)量子点(NV(j+1))的自旋交换，并且其中在该步骤的第一应用中，选择j＝1，并且其中在直到达到先前命名的循环终止条件j＝n的该步骤的后续应用中，选择新的标记数j＝j-1；
-特别是通过使用根据特征444的方法，将第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)与量子总线(QUBUS)的第一核量子比特(CQUB1)的第一核量子点(CI1)的后续自旋交换。
448.用于将第一核量子比特(CQUB1)与根据特征425至440的一个或多个特征和根据特征446和/或根据特征447的量子总线(QUBUS)的第n核量子比特(CQUBn)纠缠的方法，
-根据特征446执行程序，
-如果有必要的话，根据特征447执行程序，
-特别是借助于根据特征323和/或特征324的方法，量子总线(QUBUS)的n个量子比特(QUB1至QUBn)的最终擦除，以中和量子总线(QUBUS)。
449.用于将第一核量子比特(CQUB1)与根据特征425至440的一个或多个特征的量子总线(QUBUS)的第n核量子比特(CQUBn)纠缠的方法，
-如果有必要的话，特别是借助于根据特征323和/或特征324的方法，用于使量子总线(QUBUS)初始化的量子总线(QUBUS)的n个量子比特(QUB1至QUBn)的前擦除；
-如果有必要的话，特别是借助于根据特征325至327中的一个或多个的方法，第一核量子比特(CQUB1)的前擦除；
-如果有必要的话，特别是借助于根据特征325至327中的一个或多个的方法，第n核量子比特(CQUBn)的前擦除；
-如果有必要的话，特别是借助于根据特征323和/或特征324的一个或多个的方法，量子总线(QUBUS)的直到QUBn的第n量子比特的第一量子比特(QUB1)的重复擦除；
-特别是根据特征328至333中的一个或多个，以第一量子比特(QUB1)作为所述哈达玛门的量子比特(QUB)来执行哈达玛门，和
-特别是根据特征391至395中的一个或多个，以第一量子比特(QUB1)和第一核量子比特(CQUB1)执行电子-核CNOT操作，和
-重复以下步骤，直到所有n-1个量子点(NV2至NVn)都与其前导量子点(NV1至NV(n-1))纠缠为止，
-其中以下步骤包括特别是借助于根据特征420至421中的一个或多个的电子-电子-CNOT，将第j量子比特(QUBj)的第j量子点(NVj)与量子总线(QUBUS)的后续第(j+1)量子比特(QUB(j+1))的第(j+1)量子点(NV(j+1))纠缠，并且其中，特别是在该步骤的第一应用中，选择j＝1，并且其中，特别是在该步骤的后续应用中，选择新的标记数j＝j+1，直到达到上述循环终止条件j＝n为止；
-特别是根据特征391至395中的一个或多个，以第n量子比特(QUBn)和第n核量子比特(CQUBn)执行电子-核CNOT操作。
量子计算机450-468
450.装置，其特征在于，
-其包括至少一个控制装置(μC)，并且
-其包括至少一个光源(LED)，其可以特别是LED和/或激光器和/或可调谐激光器，并且
-其包括至少一个光源驱动器(LDDR)，并且
-其至少包括以下基于量子的子设备中的至少一个，例如
-量子比特(QUB)，特别是根据特征1至102中的一个或多个，和/或
-量子寄存器(QUREG)，特别是根据特征222至235中的一个或多个，和/或
-核电子量子寄存器(CEQUREG)，特别是根据特征203至215中的一个或多个，和/或
-核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)，特别是根据特征272至278中的一个或多个，和/或
-量子点(NV)的布置，特别是根据特征279至286中的一个，和/或
-量子总线(QUBUS)，特别是根据特征425至440的一个或多个特征，
并且包括：
-根据来自控制装置(μC)的控制信号的功能，光源(LED)由光源驱动器(LEDDR)暂时提供电能，并且
-光源(LED)适于且旨在，特别是借助于根据特征323至327中的一个或多个的一种或多种方法复位量子点(NV)的至少一部分。
451.装置，其特征在于，
-其包括至少一个电路和/或半导体电路和/或CMOS电路，并且
-其至少包括以下基于量子的子设备中的至少一个，例如
-量子比特(QUB)，特别是根据特征1至102中的一个或多个，和/或
-量子寄存器(QUREG)，特别是根据特征222至235中的一个或多个，和/或
-核电子量子寄存器(CEQUREG)，特别是根据特征203至215中的一个或多个，和/或
-核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUEREG)，特别是根据特征272至278中的一个或多个，和/或
-量子点(NV)的布置，特别是根据特征279至286中的任一个，和/或
-量子总线(QUBUS)，特别是根据特征425至440的一个或多个特征，
并且包括：
-其中至少一个电路和/或半导体电路和/或CMOS电路具有装置，其单独地或作为多种组合地被设置并适于特别是根据特征298至424的至少一种方法执行处理组的至少一个，
-电子-核交换操作，
-量子比特复位方法，
-核电子量子寄存器复位方法，
-量子比特微波驱动方法，
-核电子量子寄存器无线电波控制方法，
-核量子比特无线电波驱动方法，
-核-核量子寄存器无线电波控制方法，
-选择性量子比特选通，选择性量子寄存器选通，
-量子比特评估，
-量子计算结果提取，
-量子计算，
和/或，
-特别是作为根据特征443至446的方法，执行量子总线操作。
452.装置，特别是量子计算机，
-具有至少一个控制装置(μC)，特别是电路和/或半导体电路和/或CMOS电路，和
-具有以下基于量子的子设备中的至少一个，例如
-量子比特(QUB)，特别是根据特征1至102中的一个或多个，和/或
-量子寄存器(QUREG)，特别是根据特征222至235中的一个或多个，和/或
-核电子量子寄存器(CEQUREG)，特别是根据特征203至215中的一个或多个，和/或
-核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)，特别是根据特征272至278中的一个或多个，和/或
-量子ALU(QUALU)，根据特征220至221中的一个或多个的，和/或
-量子点(NV)布置，特别是根据特征279至286中的一个，和/或
-量子总线(QUBUS)，特别是根据特征425至440的一个或多个特征，
并且包括：
-控制装置(μC)，其具有单独地或作为多种组合地被设置并适于执行特别是根据处理组的特征298至424的至少一种方法的装置，
-电子-核交换操作，
-量子比特复位方法，
-核电子量子寄存器复位方法，
-量子比特微波驱动方法，
-核电子量子寄存器无线电波控制方法，
-核量子比特无线电波驱动方法，
-核-核量子寄存器无线电波控制方法，
-选择性量子比特选通，选择性量子寄存器选通，
-量子比特评估，
-量子计算结果提取，
-量子计算，
和/或
-特别是作为根据特征443至446的方法，执行量子总线操作，并且
-其中装置包括具有至少一个磁场传感器(MFS)和至少一个致动器，特别是磁场控制装置(MFK)的磁场控制(MFC)，以通过主动控制稳定装置区域中的磁场，并且
-由此，特别地，磁场控制器(MFC)是控制装置(μC)的一部分或由控制装置(μC)控制。
453.量子计算机(QUC)，特别是根据特征450至452中的一个或多个，
-其中量子计算机(QUC)包括控制装置(μC)；并且
-其中控制装置(μC)适于和被排列为，
-控制装置(μC)经由数据总线(DB)接收命令和/或代码和/或代码序列，并且
-根据这些接收到的指令和/或接收到的代码和/或接收到的代码序列的功能，控制装置(μC)启动和/或控制由量子计算机(QUC)执行的以下量子操作中的至少一者：MFMW、MFMWEE、MFMWCE、MFRWCC、FRWCC、RESQB、RESQBR、RESQRCE、MQBP、MCBP、SMQB、KQBQB、KQBCB、CNQBCBA、CNQBCBB、CNQBCBC、VQB、SCNQB。
用于量子计算机的IC 454
454.电路和/或半导体电路和/或CMOS电路，特别是用于根据特征450至451中的一个或多个的装置，
-其包括至少一个控制装置(μC)，并且
-其包括适于和/或提供用于控制具有将要驱动的第一量子比特(QUB1)的以下基于量子的子设备中的至少一个的装置，即，
-量子比特(QUB)，特别是根据特征1至102中的一个或多个，和/或
-量子寄存器(QUREG)，特别是根据特征222至235中的一个或多个，和/或
-核电子量子寄存器(CEQUREG)，特别是根据特征203至219中的一个或多个，和/或
-核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUEREG)，特别是根据特征272至278中的一个或多个，和/或
-量子ALU，根据特征220至221中的一个或多个，和/或
-量子点(NV)的布置，特别是根据特征279至286中的任一个，和/或
-量子总线(QUBUS)，特别是根据特征425至440的一个或多个特征，
-其中其包括用于控制将要驱动的第一量子比特(QUB1)的第一水平驱动级(HD1)，并且
-其中其包括第一水平接收级(HS1)，其可以与第一水平驱动级(HD1)形成一个单元，用于控制将要驱动的第一量子比特(QUB1)，并且
-其中其包括用于控制将要驱动的第一量子比特(QUB1)的第一垂直驱动级(VD1)，并且
-其中其包括第一垂直接收级(VS1)，其可以与第一垂直驱动级(VD1)形成一个单元，用于控制将要驱动的第一量子比特(QUB1)。455.根据特征454的电路和/或半导体电路和/或CMOS电路，
-其中第一水平驱动级(HD1)和第一水平接收级(HS1)经由第一量子比特(QUB1)的第一水平线(LH1)驱动将要驱动的第一量子比特(QUB1)，并且
-其中第一垂直驱动级(VD1)和第一垂直接收级(VS1)经由第一量子比特(QUB1)的第一垂直线(LV1)驱动将要驱动的第一量子比特(QUB1)。
456.根据特征455的电路和/或半导体电路和/或CMOS电路，
-其中第一水平驱动级(HD1)将第一水平电流(IH1)注入第一量子比特(QUB1)的第一水平线(LH1)，并且
-其中第一垂直驱动级(VD1)将第一垂直电流(IV1)注入第一量子比特(QUB1)的第一垂直线(LV1)。
457.根据特征456的电路和/或半导体电路和/或CMOS电路，
-其中第一水平电流(IH1)具有第一水平电流分量，该第一水平电流分量具有包含第一频率(f)的第一水平调制，并且
-其中第一垂直电流(IV1)具有第一垂直电流分量，该第一垂直电流分量具有包含第一频率(f)的第一垂直调制，并且
-其中第一垂直电流(IV1)的第一垂直电流分量的第一垂直调制相对于第一水平电流(IH1)的第一水平电流分量的第一水平调制至少暂时地相移了基本上为频率(f)的+/-π/2的第一时间相位偏移。
458.根据特征457的电路和/或半导体电路和/或CMOS电路，
-其中第一水平电流(IH1)的第一水平电流分量以具有第一脉冲持续时间(τP1)的第一水平电流脉冲脉冲化，并且
-其中第一垂直电流(IV1)的第一垂直电流分量以具有第一脉冲持续时间(τP1)的第一垂直电流脉冲脉冲化。
459.根据特征458的电路和/或半导体电路和/或CMOS电路，
-由此，第一垂直电流脉冲相对于第一水平电流脉冲在时间上相移了第一相位偏移。
460.根据特征459的电路和/或半导体电路和/或CMOS电路，
-由此，第一垂直电流脉冲相对于第一水平电流脉冲在时间上相移了频率(f)的+/-π/2的第一相位偏移。
461.根据特征457至460中的一个或多个的电路和/或半导体电路和/或CMOS电路，
-其中第一频率(f)在以下频率中的一者是有效的：
-核-电子微波共振频率(fMWCE)，或
-电子-核无线电波共振频率(fRWEC)，或
-电子1-电子1微波共振频率(fMW)，或
-电子1-电子2微波共振频率(fMWEE)，或
-核-核无线电波共振频率(fRWCC)。
462.根据特征458至461中的一个或多个的电路和/或半导体电路和/或CMOS电路，
-其中如果第一频率(f)有效地等于核-电子微波共振频率(fMWCE)，第一脉冲持续时间τP至少暂时地对应于核-电子拉比振荡的拉比振荡周期τRCE的π/4的整数倍，和/或
-其中如果第一频率(f)有效地等于电子-核无线电波共振频率(fRWEC)，第一脉冲持续时间τP至少暂时地对应于电子-核拉比振荡的拉比振荡周期τRCE的π/4的整数倍，和/或
-其中如果第一频率(f)有效地等于电子1-电子1微波共振频率(fMW)，第一脉冲持续时间τP至少暂时地对应于电子1-电子1拉比振荡的拉比振荡周期τRCE的π/4的整数倍，和/或
-其中如果第一频率(f)有效地等于电子1-电子2微波共振频率(fMWEE)，第一脉冲持续时间τP至少暂时地对应于电子1-电子2拉比振荡的拉比振荡周期τRCE的π/4的整数倍，和/或
-其中当第一频率(f)有效地等于核-核无线电波共振频率(fRWCC)时，第一脉冲持续时间τP至少暂时地对应于核-核拉比振荡的拉比振荡周期τRCC的π/4的整数倍。
463.根据特征454至462中的一个或多个的电路和/或半导体电路和/或CMOS电路，特别是用于根据特征450至451中的一个或多个的装置，
-其中其包括用于控制将要驱动的第二量子比特(QUB2)的第二水平驱动级(HD2)，并且
-其中其包括用于控制将要驱动的第二量子比特(QUB2)的第二水平接收级(HS2)，其可以与第二水平驱动级(HD2)集成。
464.根据特征454至463中的一个或多个的电路和/或半导体电路和/或CMOS电路，特别是用于根据特征450至451中的一个或多个的装置，
-其中其包括用于控制将要驱动的第二量子比特(QUB2)的第二垂直驱动级(VD2)，并且
-其中其包括用于控制将要驱动的第二量子比特(QUB2)的第二垂直接收级(VS2)，其可以与第二垂直驱动级(VD2)形成一个单元。
465.根据特征463的电路和/或半导体电路和/或CMOS电路，特别是用于根据特征450至453中的一个或多个的装置，
-其中第一垂直驱动级(VD1)用于驱动将要驱动的第二量子比特(QUB2)，并且
-其中第一垂直接收级(VS1)用于驱动将要驱动的第二量子比特(QUB2)。
466.根据特征464的电路和/或半导体电路和/或CMOS电路，特别是用于根据特征450至453中的一个或多个的装置，
-其中第一水平驱动级(HD1)用于驱动将要驱动的第二量子比特(QUB2)，并且
-其中第一水平接收级(HS1)用于驱动将要驱动的第二量子比特(QUB2)。
467.根据特征454至466中的一个或多个的电路和/或半导体电路和/或CMOS电路，特别是用于根据特征450至453中的一个或多个的装置，
-其中第一水平驱动级(HD1)将第一水平DC电流分量作为另外的水平电流分量注入到第一水平线(LH1)中，和/或
-其中第一水平DC分量的幅度可以是0A，并且
-其中第二水平驱动级(HD2)将第二水平DC电流分量作为另外的水平电流分量注入到第二水平线(LH2)中，和/或
-其中第二水平DC分量的幅度可以是0A，并且
-其中第一垂直驱动级(VD1)将第一垂直DC电流分量作为另外的垂直电流分量注入到第一垂直线(LV1)中，和/或
-其中第一垂直DC分量的幅度可以是0A，并且
-由此，第二垂直驱动级(HD2)将第二垂直DC电流分量作为另外的垂直电流分量注入到第二垂直线(LV2)中，
-其中第二垂直DC分量的大小可以是0A。
468.根据特征467的电路和/或半导体电路和/或CMOS电路，
-其中第一水平DC分量和/或第二水平DC分量和/或第一垂直DC分量和/或第二垂直DC分量可以被调节为使得，
-核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的第一核电子量子寄存器(CEQUREG1)的第一核-电子微波共振频率(fMWCE1)不同于核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的第二核电子量子寄存器(CEQUREG2)的第二核-电子微波共振频率(fMWCE2)，或者
-核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的第一核电子量子寄存器(CEQUREG1)的第一电子-核无线电波共振频率(fRWEC1)不同于核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的第二核电子量子寄存器(CEQUREG2)的第二电子-核无线电波共振频率(fRWEC2)；或者
-量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一电子1-电子1微波共振频率(fMW1)不同于量子寄存器(QUREG)的第二量子比特(QUB2)的第二电子1-电子1微波共振频率(fMW2)。
制造过程469-473
469.用于产生量子寄存器(QUREG)和/或量子比特(QUB)和/或量子点阵列和/或量子比特阵列的方法，
具有以下步骤：
-设置基板(D)，特别是金刚石或硅晶体或碳化硅晶体或第IV主族元素的混合晶体；
-如果有必要的话，已经进行对应于基板(D)材料的掺杂，特别是如果有必要的话，在金刚石的情况下进行硫掺杂和/或n型掺杂，如果有必要的话，外延层(DEPI)的应用；
-如果基板(D)或外延层(DEPI)未进行适当掺杂-在未进行n型或硫掺杂的金刚石情况下，注入合适的掺杂剂，特别是在金刚石的情况下，注入基板(D)的至少部分和/或如果存在的外延层(DEPI)的至少部分以及辐射损伤的清洁和修复的硫和/或用于n型掺杂的掺杂剂；
-确定性单离子注入，特别是在金刚石作为基板(D)或外延层(DEPI)的材料的情况下，用于产生顺磁中心作为基板(D)或外延层(DEPI)的预定区域中的量子点(NV)，特别是用于生产：
-NV中心作为用作基板(D)和/或用作外延层(DEPI)的金刚石的预定区域中的量子点(NV)，和/或
-SiV中心作为用作基板(D)和/或用作外延层(DEPI)的金刚石的预定区域中的量子点(NV)，和/或
-GeV中心作为用作基板(D)和/或用作外延层(DEPI)的金刚石的预定区域中的量子点(NV)，和/或
-SNV中心作为用作基板(D)和/或用作外延层(DEPI)的金刚石的预定区域中的量子点(NV)，和/或
-PbV中心作为用作基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的金刚石的预定区域中的量子点(NV)，和/或
-G中心作为用作基板(D)和/或用作外延层(DEPI)的硅材料，特别是硅晶体的预定区域中的量子点(NV)，和/或
-VSi中心作为用作基板(D)和/或用作外延层(DEPI)的碳化硅材料，特别是碳化硅晶体的预定区域中的量子点(NV)，和/或
-DV中心作为用作基板(D)和/或用作外延层(DEPI)的碳化硅材料，特别是碳化硅晶体的预定区域中的量子点(NV)，和/或
-VCVSi中心作为用作基板(D)和/或用作外延层(DEPI)的碳化硅材料，特别是碳化硅晶体的预定区域中的量子点(NV)，和/或
-CAVSi中心作为用作基板(D)和/或用作外延层(DEPI)的碳化硅材料，特别是碳化硅晶体的预定区域中的量子点(NV)，和/或
-NCVSi中心作为用作基板(D)和/或用作外延层(DEPI)的碳化硅材料，特别是碳化硅晶体的预定区域中的量子点(NV)，和/或
-顺磁中心作为用作元素周期表的第IV主族的一种或多种元素的基板(D)和/或如果存在的外延层(DEPI)的混合晶体的预定区域中的量子点(NV)；
-清洁和温度处理；
-测量注入的单一原子的功能、位置和T2时间，并且如果有必要的话，重复前面的两个步骤；
-将欧姆接触制作于基板(D)或外延层(DEPI)；
-制作水平线(LH1，LH2，LH3)，并且如果有必要的话，制作水平屏蔽线(SH1，SH2，SH3，SH4)；
-沉积绝缘体(IS)并打开导通孔；
-如果有必要的话，生产接触掺杂剂，特别是如果有必要的话通过离子注入；
-制作垂直线(LV1，LV2，LV3)，并且如果有必要的话，制作垂直屏蔽线(SV1，SV2，SV3，SV4)。
470.核电子量子寄存器(CEQUREG)和/或量子比特(QUB)连同核量子比特(CQUB)和/或量子点(NV)阵列连同核量子点(CI)阵列和/或量子比特(QUB)阵列连同核量子比特(CQUB)阵列的制造方法，
具有以下步骤：
-设置基板(D)，特别是金刚石或硅晶体或碳化硅晶体或第IV主族元素的混合晶体；
-如果有必要的话，已经进行对应于基板(D)材料的掺杂，特别是如果有必要的话，在金刚石的情况下进行硫掺杂和/或n型掺杂，如果有必要的话，外延层(DEPI)的应用；
-如果基板(D)或外延层(DEPI)未进行适当掺杂-在未进行n型或硫掺杂的金刚石情况下-注入合适的掺杂剂，特别是在金刚石的情况下，注入基板(D)的至少部分和/或如果存在的外延层(DEPI)的至少部分以及辐射损伤的清洁和修复的硫和/或用于n型掺杂的掺杂剂；
-预定同位素的确定性单离子注入，特别是在金刚石作为金刚石中15N氮的基板(D)或外延层(DEPI)的材料的情况下，用于产生顺磁中心作为量子点(NV)并且用于同时在基板(D)或外延层(DEPI)的预定区域中产生核量子点(CI)，特别是在金刚石作为基板(D)或外延层(DEPI)的材料的情况下，用于在基板(D)或外延层(DEPI)的预定区域中产生NV中心作为具有作为核量子点(CI)的氮原子的量子点(NV)；
-清洁和温度处理；
-如果有必要的话，测量注入的单一原子的功能、位置和T2时间，并且如果有必要的话，重复前面的两个步骤；
-将欧姆接触制作于基板(D)或外延层(DEPI)；
-制作水平线(LH1，LH2，LH3)，并且如果有必要的话，制作水平屏蔽线(SH1，SH2，SH3，SH4)；
-沉积至少一个绝缘体(IS)并打开导通孔；
-制作垂直线(LV1，LV2，LV3)，并且如果有必要的话，制作垂直屏蔽线(SV1，SV2，SV3，SV4)。
471.核电子量子寄存器(CEQUREG)和/或量子比特(QUB)连同核量子比特(CQUB)和/或量子点(NV)阵列连同核量子点(CI)阵列和/或量子比特(QUB)阵列连同核量子比特(CQUB)阵列的制造方法，
具有以下步骤：
-设置基板(D)，特别是金刚石或硅晶体或碳化硅晶体或第IV主族元素的混合晶体；
-如果有必要的话，已经进行对应于基板(D)材料的掺杂，特别是如果有必要的话，在金刚石的情况下进行硫掺杂和/或n型掺杂，如果有必要的话，外延层(DEPI)的应用；
-如果基板(D)或外延层(DEPI)未进行适当掺杂-在未进行n型或硫掺杂的金刚石情况下，注入合适的掺杂剂，特别是在金刚石情况下，注入基板(D)的至少部分和/或如果存在的外延层(DEPI)的至少部分以及辐射损伤的清洁和修复的硫和/或用于n型掺杂的掺杂剂；
-预定同位素的确定性单离子注入，特别是在金刚石作为金刚石中的14N氮和/或15N氮的基板(D)或外延层(DEPI)材料的情况下，用于产生顺磁中心作为基板(D)或外延层(DEPI)的预定区域中的量子点(NV)，特别是在金刚石作为基板(D)或外延层(DEPI)材料的情况下，用于产生NV中心作为基板(D)或外延层(DEPI)的预定区域中的量子点(NV)；
-特别是具有原子核磁矩的预定同位素的确定性单离子注入，
-在13C碳的金刚石或碳化硅的情况下，或
-在来自29Si硅的硅的情况下，或
-具有非零核磁矩μ的同位素，
-用于在基板(D)或外延层(DEPI)的预定区域中产生核量子点(CI)，特别是用于在基板(D)或外延层(DEPI)的预定区域中产生核量子点(CI)；
-清洁和温度处理；
-如果有必要的话，测量注入的单一原子的功能、位置和T2时间，并且如果有必要的话，重复前面的三个步骤；
-将欧姆接触制作于基板(D)或外延层(DEPI)；
-制作水平线(LH1，LH2，LH3)，并且如果有必要的话，制作水平屏蔽线(SH1，SH2，SH3，SH4)；
-沉积绝缘体(IS)并打开导通孔；
-制作垂直线(LV1，LV2，LV3)，并且如果有必要的话，制作垂直屏蔽线(SV1，SV2，SV3，SV4)。
472.用于产生量子ALU的方法，包括以下步骤：
-将含碳分子植入到基板(D)中，
-其中基板是金刚石，并且
-其中分子包含至少一种或两种或三种或四种或五种或六种或七种13C同位素，并且
-其中分子包含至少一个氮原子。
473.用于产生量子ALU的方法，包括以下步骤：
-将分子植入到基板(D)中，
-其中基板(D)是基本上包含元素周期表的第IV主族元素的晶体，并且
-其中分子具有基板(D)的元素的一种或两种或三种或四种或五种或六种或七种同位素，并且
-其中这些同位素具有其幅度不为零的核磁矩μ，并且
-其中分子包含能够在植入后在基板(D)的材料中形成顺磁中心的至少一种同位素。
晶体管
474.晶体管，
-具有基板(D)，和
-具有一个源极接触(SO)，和
-具有漏极接触(DR)，和
-具有绝缘体(IS)，和
-具有另外的绝缘体(IS2)，特别是栅极氧化物，和
-具有第一量子点(NV1)，和
-具有第一栅电极，在下文中被称为第一垂直线(LV1)，和
-具有第一水平线(LH1)，
-其中第一量子点(NV1)位于漏极接触(DR)和源极接触(SO)之间的基板(D)的区域中，并且
-其中第一水平线(LH1)通过绝缘体(IS)与晶体管区域中的第一垂直线(LV1)电隔离，并且
-其中第一水平线(LH1)和第一垂直线(LV1)通过另外的绝缘体(IS2)与晶体管区域中的基板(D)电绝缘，并且
-其中第一水平线(LH1)在源极接触(SO)和漏极接触(DR)之间的第一量子点(NV1)附近的晶体管区域中，特别是在第一量子点(NV)上方与第一垂直线(LV1)相交。
475.根据特征474的晶体管，
-其中除了核量子点之外，晶体管区域中的晶体管的基板(D)基本上仅包含没有核磁矩μ的同位素。
476.根据特征474至475中的一个或多个的晶体管，
-其中晶体管包括至少一个核量子点(CI)；并且
-其中核量子点由具有磁矩的同位素形成。
477.根据特征474至476中的一个或多个的晶体管，
-具有第二量子点(NV2)，和
-具有第二水平线(LH2)，
-其中第二量子点(NV2)不同于第一量子点(NV1)，并且
-其中第二量子点(NV2)位于漏极接触(DR)和源极接触(SO)之间的基板(D)的区域中，并且
-其中第二水平线(LH2)通过绝缘体(IS)与晶体管区域中的第一垂直线(LV1)电隔离，并且
-其中第一水平线(LH1)与晶体管区域中的第二水平线(LV1)电隔离，并且
-其中第二水平线(LH2)通过另外的绝缘体(IS2)与晶体管区域中的基板(D)电绝缘，并且
-其中第二水平线(LH2)在源极接触(SO)和漏极接触(DR)之间的第二量子点(NV2)附近的晶体管区域中，特别是在第二量子点(NV2)上方与第一垂直线(LV1)相交。
478.根据特性477的晶体管，
-其中第一量子点(NV1)和第二量子点(NV2)之间的距离(sp12)非常小，使得第一量子点(NV1)与第二量子点(NV2)形成量子寄存器(QUREG)和/或可以耦合和/或纠缠。
量子计算机系统(QUSYS)479-485
479.量子计算机系统(QUSYS)，
-具有中央控制单元(CSE)，和
-具有一条或多条数据总线(DB)，和
-具有n台量子计算机(QC1至QC16)，其中n是大于1的正整数，并且
其特征在于，
-中央控制单元(CSE)使在下文中被称为相关的量子计算机的n台量子计算机(QC1至QC16)中的至少两个以上的量子计算机借助于一个或多个信号经由一条数据总线(DB)或经由多条数据总线(DB)执行相同的量子操作，并且
-在相关的量子计算机已经执行这些量子操作之后，中央控制单元(CSE)经由一条数据总线(DB)或经由多条数据总线(DB)查询相关的量子计算机的这些量子操作的结果。
480.根据特征479的量子计算机系统(QUSYS)，
-其中中央控制单元(CCU)具有存储器，并且
-其中中央控制单元(CSE)将各个量子计算机的这些量子操作的结果存储在该存储器中。
481.根据特征479至480中的一个或多个的量子计算机系统(QUSYS)，
-其中量子计算机系统(QUSYS)的一台或多台或所有量子计算机分别具有作为传统计算机系统的控制装置(μC)；并且
-其中该控制装置(μC)经由也可以是数据链路的一条或多条数据总线(DB)连接到中央控制单元(CSE)。
482.根据特征479至481中的一个或多个的量子计算机系统(QUSYS)，
-其中量子计算机系统(QUSYS)的数据总线(DB)全部或部分是线性数据总线，和/或
-其中量子计算机系统(QUSYS)的数据总线(DB)全部或部分是形成环的线性数据总线，和/或
-其中量子计算机系统(QUSYS)的数据总线(DB)全部或部分具有树状结构，和/或
-其中量子计算机系统(QUSYS)的数据总线(DB)全部或部分具有星形结构。
483.根据特征479至482中的一个或多个的量子计算机系统(QUSYS)，
-其中量子计算机系统(QUSYS)的数据总线(DB)是双向的。
484.根据特征479至482中的一个或多个的量子计算机系统(QUSYS)，
-其中量子计算机系统(QUSYS)至少包括第一次量子计算机系统；并且
-其中第一次量子计算机系统是根据特征479至482中的一个或多个的量子计算机系统，并且
-其中第一次量子计算机系统的量子计算机经由一条或多条数据总线(DB)连接到量子计算机系统(QUSYS)的中央控制单元(CSE)，在下文中被称为次量子计算机主机；并且
-其中第一次量子计算机系统的次量子计算机主机的控制装置(μC)是第一次量子计算机系统的中央控制单元(CSE)。
485.根据特征484的量子计算机系统(QUSYS)，
-其中量子计算机系统(QUSYS)包括至少一个第二次量子计算机系统；并且
-其中第二次量子计算机系统不同于第一次量子计算机系统，并且
-其中第二次量子计算机系统是根据特征479至482中任一个或多个的量子计算机系统，并且
-其中第二次量子计算机系统的量子计算机经由一条或多条数据总线(DB)连接到量子计算机系统(QUSYS)的中央控制单元(CSE)，在下文中被称为第二次量子计算机主机；并且
-其中第二次量子计算机系统的第二次量子计算机主机的控制装置(μC)是第二次量子计算机系统的中央控制单元(CSE)。
486.用于以控制装置(μC)操作量子计算机(QUC)的方法，
-提供源代码；
-提供数据处理设施；
-在数据处理系统中处理源代码并生成二进制文件，
-至少部分地将二进制文件的内容以有序序列传送到控制装置(μC)的有序存储器中，所述内容在下文中被称为程序；
-由控制装置(μC)开始执行程序，和
-根据控制装置(μC)的存储器中的有序序列执行控制装置(μC)的存储器中的OP码，
其特征在于，
-二进制文件中的OP码包括一个或多个量子OP码，以及如果适用的话，还包括不是量子OP码的OP码；并且
-量子操作码表示操纵至少一个量子点(NV)的指令，或者是执行一个或多个以下量子操作的指令：MFMW、MFMWEE、MFMWCE、MFRWCC、FRWCC、RESQB、RESQBR、RESQRCE、MQBP、MCBP、SMQB、KQBQB、KQBCB、CNQBCBA、CNQBCBB、CNQBCBC、VQB、SCNQB，并且
-如果OR码是量子OR码，则OR码的执行是量子OR码的执行。
487.计算机单元，
-而计算机单元包括：
-具有一个或多个量子点(NV)的量子计算机系统(QUSYS)的中央控制单元(ZSE)，和/或
-具有一个或多个量子点(NV)的量子计算机控制装置(μC)并且
-而计算机单元运行具有神经网络节点的神经网络模型，并且
-其中神经网络模型使用一个或多个输入值和/或一个或多个输入信号，并且
-其中神经网络模型产生一个或多个输出值和/或一个或多个输出信号，
其特征在于，
-其中特别是借助于水平线(LH)和/或垂直线(LV)，一个或多个量子点(NV)的控制取决于神经网络模型的一个或多个输出值和/或一个或多个输出信号，和/或
-其中神经网络模型的一个或多个输入值和/或一个或多个输入信号的值取决于一个或多个量子点(NV)的状态。
Claims (50)
1.一种量子总线(QUBUS)，
-具有n个量子比特(QUB1至QUBn)，各所述量子比特分别具有一个量子点(NV1至NVn)，
-n为正整数，且n≥2，
-具有第一核量子比特(CQUB1)，
-具有第n核量子比特(CQUBn)，
-其中所述n个量子比特(QUB1至QUBn)能够从1到n编号，
-其中，仅当n>2成立时，第j量子比特(QUBj)是这些所述n个量子比特(QUB1至QUBn)中的任何一个，其中1<j<n，并且
-其中每个第j量子比特(QUBj)具有前导量子比特(QUB(j-1))，并且
-其中每个第j量子比特(QUBj)具有后继量子比特(QUB(j+1))，并且
-其中所述第一量子比特(QUB1)与所述第一核量子比特(CQUB1)形成第一核电子量子寄存器(CEQUREG1)，并且
-其中所述第n量子比特(QUBn)与所述第n核量子比特(CQUBn)形成第n核电子量子寄存器(CEQUREGn)，并且
-其中所述第一量子比特(QUB1)与所述第二量子比特(QUB2)形成第一电子-电子量子寄存器(QUREG1)，并且
-其中所述第n量子比特(QUBn)与所述第(n-1)量子比特(QUB(n-1)形成第(n-1)电子-电子量子寄存器(QUREG(n-1))，并且
-其中当n>2时，j为1<j<n，在下文中被称为所述第j量子比特(QUBj)的其他n-2个量子比特中的每个
-与其前导量子比特(QUB(j-1))形成第(j-1)量子寄存器(QUREG(j-1))，并且
-与其后继量子比特(QUB(j+1))形成第j量子寄存器(QUREGj)，
-导致了具有两个核电子量子寄存器(CEQUREG1，CEQUREGn)以及位于所述第一核量子比特(CQUB1)与所述第n核量子比特(CQUBn)之间的n-1个量子寄存器(QUREG1至QUREG(n-1))的闭合链，并且
-其中所述第一核量子点(CI1)和所述第一量子点(NV1)之间的距离足够小以允许所述第一量子点(NV1)的状态和所述第一核量子点(CI1)的状态耦合或纠缠，并且
-其中所述第n核量子点(CIn)和所述第n量子点(NVn)之间的距离非常小，使得所述第n量子点(NVn)的状态与所述第n核量子点(CIn)的状态能够耦合或纠缠，并且
-其中所述第j量子点(NVj)和所述第(j+1)量子点之间的距离非常小，且1≤j<n，使得所述第j量子点(NVj)的状态与所述第(j+1)量子点(NV(j+1))的状态能够耦合或纠缠，
其特征在于，
-所述第一核量子点(CI1)和所述第n核量子点(CIn)之间的距离使得所述第一核量子点(CI1)的状态与所述第n核量子点(CIn)的状态无法耦合或纠缠，并且
-所述第一量子点(NV1)和所述第n量子点(NVn)之间的距离使得所述第一量子点(NV1)的状态与所述第n量子点(NVn)的状态无法耦合或纠缠，并且
-所述第n核量子点(CIn)和所述第一量子点(NV1)之间的距离使得所述第一量子点(NV1)的状态与所述第n核量子点(CIn)的状态无法耦合或纠缠，并且
-所述第一核量子点(CI1)和所述第n量子点(NVn)之间的距离使得所述第n量子点(NVn)的状态与所述第一核量子点(CI1)的状态无法耦合或纠缠，并且
-所述n个量子比特(QUB1至QUBn)中的各量子比特具有用于选择性地控制该量子比特的所述量子点的装置，并且
-其中用于选择性地控制该量子比特的所述量子点的各所述装置分别具有垂直线(LV)和水平线(LV)。
2.一种晶体管，
-具有基板(D)，和
-具有一个源极接触(SO)，和
-具有漏极接触(DR)，和
-具有绝缘体(IS)，和
-具有另外的绝缘体(IS2)，特别是栅极氧化物，和
-具有栅电极，在下文中被称为第一垂直线(LV1)，和
-具有第一水平线(LH1)，
-其中所述第一水平线(LH1)通过所述绝缘体(IS)与所述第一垂直线(LV1)电隔离，并且
-其中所述第一水平线(LH1)和所述第一垂直线(LV1)通过另外的绝缘体(IS2)与所述基板(D)电隔离，
其特征在于，
-其包括量子点(NV1)，并且
-所述量子点位于所述漏极接触(DR)和所述源极接触(SO)之间的所述基板(D)的区域中，并且
-所述第一水平线(LH1)在所述源极接触(SO)和所述漏极接触(DR)之间的所述量子点(NV1)附近的所述晶体管区域中，特别是在所述量子点(NV)上方与所述第一垂直线(LV1)相交。
3.一种量子比特(QUB)，
-包括用于控制量子点(NV)的装置
-具有基板(D)，和
-如果有必要的话，具有外延层(DEPI)，和
-具有量子点(NV)，
-其中用于控制量子点(NV)的所述装置是适于在所述量子点(NV)的位置处产生电磁波场，特别是微波场(BMW)和/或无线电波场(BRW)的装置，并且
-其中如果存在的话，所述外延层(DEPI)被沉积在所述基板(D)上，并且
-其中所述基板(D)和/或如果存在的所述外延层(DEPI)具有表面(OF)，并且
-其中所述量子点(NV)是所述基板(D)和/或如果存在的所述外延层(DEPI)中的顺磁中心，并且
-其中所述量子点(NV)具有量子点类型，并且
-其中垂线可以沿从所述量子点(NV)的位置到所述基板(D)和/或如果存在的所述外延层(DEPI)的所述表面(OF)的垂线(LOT)沉淀，并且
-其中所述垂线(LOT)在垂点(LOTP)处穿过所述基板(D)和/或如果存在的所述外延层(DEPI)的所述表面(OF)，并且
-其中用于控制所述量子点(NV)的所述装置位于所述基板(D)和/或如果存在的所述外延层(DEPI)的所述表面上，并且
-其中用于控制量子点(NV)的所述装置位于所述垂点(LOTP)附近或所述垂点(LOTP)处，
其特征在于，
-用于控制所述量子点(NV)的所述装置牢固地连接到所述基板(D)和/或如果存在的所述外延层(DEPI)的所述表面，并且
-用于控制所述量子点(NV)的所述装置包括垂直线(LV)，并且
-用于控制所述量子点(NV)的所述装置包括水平线(LH)，并且
-所述垂直线(LV)在所述垂点(LOTP)附近或所述垂点(LOTP)处与所述水平线(LH)相交，并且
-所述垂直线(LV)和所述水平线(LH)通过绝缘体(IS)在所述量子点(NV)的区域中彼此电隔离，并且
-一方面的所述垂直线(LV)和所述水平线(LH)以及另一方面的所述基板(D)或所述外延层(DEPI)通过另外的绝缘体(IS2)在所述量子点(NV)的所述区域中彼此电隔离。
4.一种核量子比特(CQUB)，
-包括用于控制核量子点(CI)的装置
-具有基板(D)，和
-如果有必要的话，具有外延层(DEPI)，和
-具有核量子点(CI)，和
-其中用于控制所述核量子点(CI)的所述装置是适于在所述核量子点(CI)的位置处产生圆极化电磁波场(BRW)的装置，
-其中如果存在的话，所述外延层(DEPI)被沉积在所述基板(D)上，并且
-其中所述基板(D)和/或如果存在的所述外延层(DEPI)具有所述表面(OF)，并且
-其中所述核量子点(CI)具有磁矩，特别是核自旋，并且
-其中，用于控制所述核量子点(CI)的所述装置位于所述基板(D)和/或如果存在的所述外延层(DEPI)的所述表面上，
其特征在于，
-用于控制所述核量子点(CI)的所述装置牢固地连接到所述基板(D)和/或如果存在的所述外延层(DEPI)的所述表面，并且
-用于控制量子点(NV)的所述装置包括垂直线(LV)，并且
-用于控制量子点(NV)的所述装置包括水平线(LH)，并且
-所述垂直线(LV)与所述水平线(LH)相交，并且
-所述垂直线(LV)和所述水平线(LH)通过绝缘体(IS)在所述核量子点(CI)的区域中彼此电隔离，并且
-一方面的所述垂直线(LV)和所述水平线(LH)以及另一方面的所述基板(D)或所述外延层(DEPI)通过另外的绝缘体(IS2)在所述核量子点(CI)的所述区域中彼此电隔离。
5.一种核电子量子寄存器(CEQUREG)，
-包括根据权利要求4所述的核量子比特(CQUB)，并且
-包括根据权利要求3所述的量子比特(QUB)。
6.一种量子寄存器(QUREG)，
-具有根据权利要求3所述的第一量子比特(QUB1)，和
-具有根据权利要求3所述的至少第二量子比特(QUB2)，
-其中所述第一量子比特(QUB1)的所述第一量子点(NV1)的第一量子点类型等同于所述第二量子比特(QUB2)的所述第二量子点(NV2)的第二量子点类型。
7.一种非均匀量子寄存器(IHQUREG)，
-具有根据权利要求3所述的第一量子比特(QUB1)，和
-具有根据权利要求3所述的至少第二量子比特(QUB2)，
-其中所述第一量子比特(QUB1)的所述第一量子点(NV1)的第一量子点类型不同于所述第二量子比特(QUB2)的所述第二量子点(NV2)的第二量子点类型。
8.一种核-核量子寄存器(CCQUREG)，
-具有根据权利要求4所述的第一核量子比特(CQUB1)，和
-具有根据权利要求4所述的至少第二核量子比特(CQUB2)。
9.一种核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)，
-具有根据权利要求4所述的第一核量子比特(CQUB1)，和
-具有根据权利要求4所述的至少第二核量子比特(CQUB2)，和
-具有根据权利要求3所述的第一量子比特(QUB1)，和
-具有根据权利要求3所述的至少第二量子比特(QUB2)。
10.一种量子点的布置(QREG1D，QREG2D)和/或核量子点的布置(CQREG1D，CQREG2D)，
-其中所述量子点(NV11，NV12，NV13，NV21，NV22，NV23，NV31，NV32，NV33)和/或所述核量子点(CI11，CI12，CI13，CI21，CI22，CI23，CI31，CI32，CI33)以一维点阵(QREG1D，CQREG1D)或二维点阵(QREG2D，CQREG2D)排列。
11.量子比特(QUB1、QUB1)的使用和/或核量子比特(CQUB1、CBD2)的使用的准备方法，
-包括用于取决于根据权利要求3所述的第一个量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的所述量子信息，特别是所述第一量子点(NV1)的第一电子构型的第一自旋准备所述第一量子比特(QUB1)的所述第一量子点(NV1)的所述量子信息的改变，特别是所述量子点(NV1)的电子构型的改变的步骤，
-其中，以这样的方式进行所述步骤：借助于ODMR实验通过调节频率(f)和确定电子1-电子1微波共振频率(fMW)，确定特别是当所述第一电子构型的所述自旋自旋向上时或当所述第一电子构型的所述自旋自旋向下时所述第一量子点(NV1)的特别是其第一电子构型的能量转移，
和/或
-包括取决于根据权利要求6所述的量子寄存器(QUREG)的第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的所述量子信息，特别是所述第二量子点(NV2)的电子构型的第二自旋，准备根据所述量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的所述量子信息的改变，特别是所述量子点(NV1)的电子构型的自旋的改变的步骤，
-其中如下进行所述步骤：借助于ODMR实验通过调节频率(f)和确定电子1-电子2微波共振频率(fMWEE)，确定特别是当所述第二电子构型的所述自旋自旋向上时或当所述第二电子构型的所述自旋自旋向下时所述第一量子点(NV1)的特别是其第一电子构型的能量转移，
和/或
-包括取决于权利要求5所述的核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的所述量子信息，特别是其原子核的核自旋，准备所述核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的所述量子信息的改变，特别是其电子构型的自旋的改变的步骤，
-其中如下进行所述步骤：借助于ODMR实验通过调节频率(f)和确定核-电子微波共振频率(fMWCE)，确定特别是当所述核自旋自旋向上时或当所述核自旋自旋向下时所述量子点(NV)的特别是其电子的能量转移，
和/或
-包括取决于根据权利要求5所述的核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的所述量子信息，特别是其电子构型的自旋，准备所述核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的所述量子信息的改变，特别是其原子核的自旋的改变的步骤，
-其中如下进行所述步骤：借助于ODMR实验通过调节频率(f)和确定电子-核无线电波共振频率(fRWEC)，确定特别是当所述核自旋自旋向上时或当所述核自旋自旋向下时量子点(NV)的特别是其电子构型的能量转移，
和/或
-包括取决于根据权利要求8所述的核-核量子寄存器(CCQUREG)的第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)的所述量子信息，特别是所述第二核量子点(Ci2)的核自旋，准备所述核-核量子寄存器(CCQUREG)的第一核量子比特(CQUB)的第一核量子点(CI1)的所述量子信息的改变，特别是其原子核的核自旋的改变的步骤，
-其中如下进行所述步骤：借助于ODMR实验通过调节频率(f)和确定核-核无线电波共振频率(fRWCC)，确定特别是当所述第二核量子点(CI2)的所述第二核自旋自旋向上时或当所述第二核自旋自旋向下时所述第一核量子点(CI1)的特别是其第一核自旋的能量转移。
12.根据权利要求3所述的量子比特(QUB)的量子点(NV)的复位方法，包括以下步骤：
-在照射对所述量子点(NV)的作用方面上，用与使用NV中心作为量子点(NV)时以绿光照射金刚石中的该NV中心在功能上等同的光照射所述量子点(NV1，NV2)中的至少一个量子点(NV)，
-其中，特别地，使用所述NV中心(NV)作为量子点(NV)，所述绿光具有在400nm至700nm波长和/或450nm至650nm和/或500nm至550nm和/或515nm至540nm波长范围内的波长，优选为532nm的波长，并且
-所述在功能上等同的光在下文和本权利要求中被称为“绿光”。
13.根据权利要求5所述的核电子量子寄存器(CEQUREG)的复位方法，
包括以下步骤：
-特别是通过根据权利要求12所述的方法，复位所述核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)；
-根据所述核电子量子寄存器(CEQUREG)的所述量子比特(QUB)的所述量子点(NV)的特别是其电子的量子信息，改变所述核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的量子信息，特别是其原子核的核自旋。
14.用于操纵量子比特(QUB)的方法，
-其中所述量子比特(QUB)是根据权利要求3所述的量子比特(QUB)，
具有以下步骤：
-以具有水平电流分量的水平电流(IH)向所述水平线(LH)临时通电，所述水平电流分量以具有水平调制的电子1-电子1微波共振频率(fMW)调制；
-以具有垂直电流分量的垂直电流(IV)向所述垂直线(LV)临时通电，所述垂直电流分量以具有垂直调制的电子-电子微波共振频率(fMW)调制，
15.用于操纵核量子比特(QUB)的方法，
-其中所述核量子比特(CQUB)是根据权利要求4所述的核量子比特(CQUB)，
具有以下步骤：
-以具有水平电流分量的水平电流(IH)控制所述核量子比特(CQUB)的所述水平线(LH)，所述水平电流分量以作为具有水平调制的调制频率的第一核-核无线电波频率(fRWCC)和/或第二核-核无线电波频率(fRWCC2)调制；
-以具有水平电流分量的垂直电流(IV)控制所述核量子比特(CQUB)的所述垂直线(LV)，所述垂直电流分量以作为具有调制频率的垂直调制调制。
16.用于选择性地控制根据权利要求6所述的量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)的方法，
具有以下步骤：
-以第一水平电流(IH1)的第一水平电流分量向所述量子寄存器(QUREG)的第一水平线(LH1)临时通电，所述第一水平电流分量以具有第一水平电子1-电子1微波共振频率(fMWH1)的第一水平调制进行调制；
-以第一垂直电流(IV1)的第一垂直电流分量向所述量子寄存器(QUREG)的第一垂直线(LV1)临时通电，所述第一垂直电流(IV1)以具有第一垂直电子1-电子1微波共振频率(fMWV1)的第一垂直调制进行调制，
-以所述第一水平电流(IH1)的第一水平DC分量(IHG1)向所述第一水平线(LH1)额外通电，
-其中所述第一水平DC分量(IHG1)能够具有0A的第一水平电流值；
-以所述第一垂直电流(IV1)的第一垂直DC分量(IVG1)向所述第一垂直线(LV1)额外通电，
-其中所述第一垂直DC分量(IVG1)能够具有0A的第一垂直电流值；
-以第二垂直DC分量(IVG2)向第二垂直线(LV2)额外通电，
-其中所述第二垂直DC电流分量具有不同于所述第一垂直电流值的第二垂直电流值。
17.用于控制根据权利要求6所述的所述量子寄存器(QUREG)的量子寄存器(QUREG)的第一量子比特(QUB1)和第二量子比特(QUB2)的对的方法，
具有以下步骤：
-以第一水平电流(IH1)的第一水平电流分量向所述量子寄存器(QUREG)的第一水平线(LH1)临时通电，所述第一水平电流分量以具有第一水平电子1-电子2微波共振频率(fMWHEE1)的第一水平调制进行调制；
-以第一垂直电流(IV1)的第一垂直电流分量向所述量子寄存器(QUREG)的第一垂直线(LV1)临时通电，所述第一垂直电流(IV1)以具有第一垂直电子1-电子2微波共振频率(fMWVEE1)的第一垂直调制进行调制；
-以第二水平电流(IH2)的第二水平电流分量向所述量子寄存器(QUREG)的第二水平线(LH2)临时通电，所述第二水平电流分量以具有第一水平电子1-电子2微波共振频率(fMWHEE1)的第二水平调制进行调制；
-以第二垂直电流(IV2)的第二垂直电流分量向所述量子寄存器(QUREG)的第二垂直线(LV2)临时通电，所述第二垂直电流(IV2)以具有第一垂直电子1-电子2微波共振频率(fMWVEE1)的第二垂直调制进行调制，
-其中所述第二水平线(LH2)能够等于所述第一水平线(LH1)，并且其中所述第二水平电流(IH2)等于所述第一水平电流(IH1)，并且其中所述第二水平电流(IH2)则已经通过所述第一水平电流(IH1)的注入而被注入，并且
-其中所述第二垂直线(LV2)能够等于所述第一垂直线(LV2)，并且其中所述第二垂直电流(IV2)则等于所述第一垂直电流(IV1)，并且其中所述第二垂直电流(IV2)则已经通过所述第一垂直电流(IV1)的注入而被注入。
18.用于控制根据权利要求6的量子寄存器(QUREG)或根据权利要求7的非均匀量子寄存器(IQUREG)的第一量子比特(QUB1)和第二量子比特(QUB2)的对的根据权利要求17所述的方法，
-其中门控相对于该所述量子寄存器(QUREG)的另外的量子比特(QUBj)是选择性的，
具有以下步骤：
-以所述第一水平电流(IH1)的第一水平DC分量(IHG1)向所述第一水平线(LH1)额外通电，
-而所述第一水平DC分量(IHG1)具有第一水平电流值，并且
-而所述第一水平DC分量(IHG1)能够具有0A的第一水平电流值；
-以所述第一垂直电流(IV1)的第一垂直DC分量(IVG1)向所述第一垂直线(LV1)额外通电，
-而所述第一垂直DC分量(IVG1)具有第一垂直电流值，并且
-而所述第一垂直DC分量(IVG1)能够具有0A的第一垂直电流值；
-以所述第二水平电流(IH2)的第二水平DC分量(IHG2)向所述第二水平线(LH2)额外通电，
-而所述第二水平DC分量(IHG2)具有第二水平电流值，并且
-而所述第二水平DC分量(IHG2)能够具有0A的第二水平电流值；
-以所述第二垂直电流(IV2)的第二垂直DC分量(IVG2)向所述第二垂直线(LV2)额外通电，
-而所述第二垂直DC分量(IVG2)具有第二垂直电流值，并且
-而所述第二垂直DC分量(IVG2)能够具有0A的第一垂直电流值；
-如果存在的话，以第j水平直流分量(IHGj)向所述量子寄存器(QUREG)的另外的第j量子比特(QUBj)的第j水平线(LHj)额外通电，
-而所述第j水平DC分量(IHGj)具有第j水平电流值；
-如果存在的话，以第j垂直直流分量(IVGj)向所述量子寄存器(QUREG)的另外的第j量子比特(QUBj)的第j垂直线(LVj)额外通电，
-而所述第j垂直DC分量(IHGj)具有第j垂直电流值。
19.用于使根据权利要求6所述的量子寄存器(QUREG)或根据权利要求7所述的非均匀量子寄存器(IQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV1)的量子信息，特别是其电子构型的自旋分别与该所述量子寄存器(QUREG)或该所述非均匀量子寄存器(IQUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的量子信息，特别是所述第一量子比特(QUB1)的第一电子构型的第一自旋的量子信息纠缠的方法，在下文中被称为电子发射操作，其特征在于，
-其是用于复位所述量子寄存器(QUREG)或所述非均匀量子寄存器(IQUREG)的方法，和/或
-其包括用于执行哈达玛门的方法，并且
-其是用于执行CNOT门的方法，和/或
-其包括用于使根据权利要求6所述的量子寄存器(QUREG)或根据权利要求7所述的非均匀量子寄存器(IQUREG)的所述第一量子比特(QUB1)的所述第一量子点(NV1)的量子信息，特别是所述第一量子点(NV1)的第一电子构型的第一自旋分别与该所述量子寄存器(QUREG)或该所述非均匀量子寄存器(IQUREG)的第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的量子信息，特别是该所述第二量子点(NV2)的第二电子构型的第二自旋的量子信息纠缠的另一方法。
20.用于使根据权利要求6所述的量子寄存器(QUREG)或根据权利要求7所述的非均匀量子寄存器(IQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV1)的量子信息，特别是其电子构型的自旋分别与该所述量子寄存器(QUREG)或该所述非均匀量子寄存器(IQUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的量子信息，特别是所述第一量子比特(QUB1)的第一电子构型的第一自旋的量子信息纠缠的方法，在下文中被称为电子发射操作，其特征在于，
-其包括根据权利要求12所述的用于复位所述电子-电子量子寄存器(CEQUREG)或所述非均匀量子寄存器(IQUREG)的方法，并且
-其包括根据权利要求14所述的用于执行哈达玛门的方法，并且
-其是根据权利要求33所述的用于执行CNOT门的方法，并且
-其包括用于使根据权利要求6所述的量子寄存器(QUREG)或根据权利要求7所述的非均匀量子寄存器(IQUREG)的所述第一量子比特(QUB1)的所述第一量子点(NV1)的量子信息，特别是所述第一量子点(NV1)的第一电子构型的第一自旋分别与该所述电子-电子量子寄存器(QUREG)和该所述非均匀量子寄存器(IQUREG)的第二量子比特(QUB2)的第二量子点(NV2)的量子信息，特别是该所述第二量子点(NV2)的第二电子构型的第二自旋的量子信息纠缠的另一方法。
21.用于取决于根据权利要求5的核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的量子信息，特别是其原子核的核自旋的量子信息，改变所述核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的量子信息，特别是其电子的量子信息的核-电子-CNOT操作，在下文中被称为核-电子CNOT操作，包括以下步骤：
-将所述水平电流(IH)的水平电流分量注入所述量子比特(QUB)的所述水平线(LH)，
-其中所述水平电流分量具有处于核-电子微波共振频率(fMWCE)的水平调制，并且
-将所述垂直电流(IV)的垂直电流分量注入所述量子比特(QUB)的所述垂直线(LV)，
-而所述垂直电流分量具有处于核-电子微波共振频率(fMWCE)的垂直调制。
22.用于取决于根据权利要求5所述的核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的量子信息，特别是其电子的量子信息，改变所述核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的量子信息，特别是其原子核的核自旋的量子信息的电子-核CNOT操作，在下文中被称为电子-核CNOT操作，包括以下步骤：
-将所述水平电流(IH)的水平电流分量注入所述量子比特(QUB)的所述水平线(LH)，
-其中所述水平电流分量具有处于电子-核无线电波共振频率(fRWEC)的水平调制，并且
-将所述垂直电流(IV)的电流分量注入所述量子比特(QUB)的所述垂直线(LV)，
-其中所述垂直电流分量表现出具有电子-核无线电波共振频率(fRWEC)的垂直调制。
23.用于使根据权利要求5所述的核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的量子信息，特别是其原子核的核自旋与该核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的量子信息，特别是其电子纠缠的方法，在下文中被称为电子-核交换操作，具有以下步骤：
-执行电子-核CNOT操作；
-随后执行核-电子CNOT操作；
-随后执行电子-核CNOT操作。
24.用于使根据权利要求5所述的核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的量子信息，特别是其原子核的核自旋与该所述核电子量子寄存器(CEQUREG)量子比特(QUB)的量子点(NV)的量子信息，特别是其电子纠缠的方法，在下文中被称为电子-核交换延迟操作，具有以下步骤：
-改变所述量子点(NV)的所述量子信息，尤其是所述量子点(NV)电子构型的所述自旋态的所述量子信息；
-随后等待磁共振弛豫时间τK。
25.用于使根据权利要求5所述的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的量子信息，特别是其原子核的核自旋的量子信息与该核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的量子信息，特别是所述量子点(NV)的电子构型的自旋的量子信息纠缠的方法，在下文中被称为核-电子纠缠操作，其特征在于，
-A)
-其包括用于复位核电子量子寄存器(CEQUREG)的方法，并且
-其包括用于执行哈达玛门的方法，并且
-其包括用于执行CNOT门的方法，或者
-B)
-其包括用于使根据权利要求5所述的核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的量子信息，特别是其原子核的核自旋与该核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的量子信息，特别是量子点(NV)的电子构型的自旋的量子信息纠缠的另一方法。
26.用于使根据权利要求5所述的核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的量子信息，特别是其原子核的核自旋的量子信息与该核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的量子信息，特别是所述量子点(NV)的电子构型的自旋的量子信息纠缠的方法，在下文中被称为核-电子纠缠操作，其特征在于，
-A)
-其包括根据权利要求13所述的用于复位核电子量子寄存器(CEQUREG)的方法，并且
-其包括根据权利要求14所述的用于执行哈达玛门的方法，并且
-其包括根据权利要求31所述的用于执行CNOT门的方法，或者
-B)
-其包括用于使根据权利要求5所述的核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的量子信息，特别是其原子核的核自旋与该核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的量子信息，特别是所述量子点(NV)的电子构型的自旋的量子信息纠缠的另一方法。
27.用于使根据权利要求5所述的核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的量子信息，特别是其原子核的核自旋与该核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的量子信息，特别是其电子的量子信息纠缠的方法，在下文中被称为核-电子交换操作，其特征在于，
-A)
-其是电子-核交换延迟操作，或者
-其是电子-核交换操作，或者
-B)
-其是用于使根据权利要求5所述的核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的量子信息，特别是其原子核的核自旋与该核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的量子信息，特别是其电子的量子信息纠缠的另一方法。
28.用于取决于根据权利要求5的核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的量子信息，尤其是其电子的量子信息，改变所述核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的量子信息，特别是其原子核的核自旋的方法，
具有以下步骤：
-以具有水平电流分量的水平电流(IH)向所述量子比特(QUB)的所述水平线(LH)通电，所述水平电流分量以具有电子-核无线电波共振频率(fRWEC)的水平调制进行调制；
-以具有垂直电流分量的垂直电流(IV)向所述量子比特(QUB)的所述垂直线(LV)通电，所述垂直电流分量以具有电子-核无线电波共振频率(fRWEC)的垂直调制进行调制。
29.用于取决于根据权利要求5所述的核电子量子寄存器(CEQUREG)的核量子比特(CQUB)的核量子点(CI)的量子信息，特别是其原子核的核自旋的量子信息，改变所述核电子量子寄存器(CEQUREG)的量子比特(QUB)的量子点(NV)的量子信息，特别是其电子的量子信息的方法，
具有以下步骤：
-以具有水平电流分量的水平电流(IH)向所述量子比特(QUB)的所述水平线(LH)通电，所述水平电流分量具有以核电子微波共振频率(fMWCE)调制的水平调制；
-以具有垂直电流分量的垂直电流(IV)向所述量子比特(QUB)的所述垂直线(LV)通电，所述垂直电流分量具有以核电子微波共振频率(fMWCE)调制的垂直调制。
30.用于取决于根据权利要求8所述的核-核量子寄存器(CCQUREG)的第二核量子比特(CQUB2)的第二核量子点(CI2)的量子信息，特别是第二核量子点(CI2)的核自旋的量子信息改变所述核-核量子寄存器(CCQUREG)的第一核量子比特(CQUB)的第一核量子点(CI1)的量子信息，特别是其原子核的核自旋的方法，
具有以下步骤：
-以第一水平电流分量(IH1)向所述第一核量子比特(CQUB1)的所述第一水平线(LH1)通电，所述第一水平电流分量(IH1)以具有第一核无线电波共振频率(fRWECC)的水平调制进行调制；
-以第一垂直电流分量(IV1)向所述第一核量子比特(CQUB1)的所述第一垂直线(LV1)通电，所述第一垂直电流分量(IV1)以具有第一核无线电波共振频率(fRWECC)的垂直调制进行调制。
31.用于评估根据权利要求9所述的将要读出的核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的第一量子比特(QUB1)的第一量子点(NV1)的电子构型的自旋态的方法，包括以下步骤：
-用绿光，特别是500nm波长至700nm波长，典型用532nm波长的光照射所述核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的将要读出的所述量子比特(QUB1)的所述量子点(NV1)；
-在至少一个第一电提取线，特别是用作第一电提取线的屏蔽线(SH1，SV1)和第二电提取线，特别是用作第二电提取线且与所述屏蔽线(SH1，SV1)相邻的另外的屏蔽线(SH2，SV2)之间同时施加电压，
-其中将要读出的所述核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的所述量子比特(QUB1)的所述量子点(NV1)位于这两条电提取线之间的电场中，并且
-其中所述核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的剩余量子比特(QUB2)的不可读出的量子点(NV2)不位于这两条电提取线之间的所述电场中；并且
-特别是根据权利要求16所述地选择性地控制所述核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的将要读出的所述量子比特(QUB1)的将要读出的所述量子点(NV1)；
-取决于与将要读出的所述量子比特(QUB1)形成根据权利要求5所述的核电子量子寄存器(CQUREG)的所述核量子比特(CQUB1)的所述核量子点(CI1)的核自旋，借助于双光子过程通过所述核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的将要读出的所述量子比特(QUB1)的将要读出的所述量子点(NV1)产生光电子，
-如果存在的话，经由第一电提取线，特别是屏蔽线(SH1，SV1)与基板(D)或外延层(DEPI)之间的接触(KV11，KH11)，提取所述量子寄存器(QUREG)的将要读出的所述量子比特(QUB1)的将要读出的所述量子点(NV1)的所述电子作为电子电流；
-如果存在的话，经由第二电提取线，特别是另外的屏蔽线(SH2，SV2)与所述基板(D)或所述外延层(DEPI)之间的接触(KV12，KH22)，提取所述量子寄存器(QUREG)的将要读出的所述量子比特(QUB1)的将要读出的所述量子点(NV1)的所述空穴作为空穴电流；
-如果空穴电流和电子电流的总电流具有低于第一阈值(SW1)的电流值的总电流量，则产生具有第一逻辑值的评估信号，和
-如果空穴电流和电子电流的总电流具有高于所述第一阈值(SW1)的电流值的总电流量，则产生具有第二逻辑值的评估信号，
-而所述第二逻辑值不同于所述第一逻辑值。
32.用于读出根据权利要求3所述的量子比特(QUB)的量子点(NV)状态的方法，包括以下步骤：
-评估所述量子点(NV)的电荷状态；
-在所述量子点(NV)在所述评估开始时带负电荷的情况下，则生成具有第一逻辑电平的评估信号；
-在所述量子点(NV)在所述评估开始时不带负电荷的情况下，则生成具有不同于所述第一逻辑电平的第二逻辑电平的评估信号。
33.根据权利要求6所述的量子寄存器(QUEREG)CNOT操纵的执行方法，在下文中被称为电子-电子-CNOT，
-其中所述量子寄存器(QUREG)的基板(D)为所述量子寄存器(QUREG)的所述第一量子比特(QUB1)和所述量子寄存器(QUREG)的所述第二量子比特(QUB2)共用，并且
-其中所述量子寄存器(QUREG)的所述第一量子比特(QUB1)的所述量子点(NV)是所述第一量子点(NV1)，并且
-其中所述量子寄存器(QUREG)的所述第二量子比特(QUB2)的所述量子点(NV)是所述第二量子点(NV2)；并且
-其中所述量子寄存器(QUREG)的所述第一量子比特(QUB1)的第一线(LH)在下文中被称为所述第一水平线(LH1)；并且
-其中所述量子寄存器(QUREG)的所述第二量子比特(QUB2)的第一线(LH)在下文中被称为所述第二水平线(LH2)；并且
-其中所述量子寄存器(QUREG)的所述第一量子比特(QUB1)的第二线(LV)在下文中被称为所述第一垂直线(LV1)；并且
-其中所述量子寄存器(QUREG)的所述第二量子比特(QUB2)的第二线(LV)在下文中被称为所述第二垂直线(LV2)；并且
-其中所述第一水平线(LH1)可以等于所述第二水平线(LH2)，并且
-其中如果所述第一水平线(LH1)不等于所述第二水平线(LH2)，则所述第一垂直线(LV1)能够等于所述第二垂直线(LH2)，
具有以下步骤：
-在与所述第一量子比特(QUB1)的所述第一量子点(NV1)的拉比振荡周期的第一相位角
特别是π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)或π/4的整数倍相对应的持续时间内，以第一水平电流(IH1)的第一水平电流分量向所述第一水平线(LH1)通电，
-由此，所述第一水平电流分量以具有第一水平调制的第一微波共振频率(fMW1)调制；
-在与所述第一量子比特(QUB1)的所述第一量子点(NV1)的所述拉比振荡周期的所述第一相位角
特别是π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)或π/4的整数倍相对应的持续时间内，以第一垂直电流(IV1)的第一垂直电流分量向所述第一垂直线(LV1)通电，
-其中所述第一垂直电流分量以处于第一微波共振频率(fMW1)的第一垂直调制进行调制，
-其中除了所述相移之外，与所述第一垂直线(LV1)的通电并行地发生所述第一水平线(LH1)的通电，并且
-以具有第一水平电流值的第一水平直流电流(IHG1)向所述第一水平线(LH1)通电，其中所述第一水平电流值能够具有0A的幅度；
-以具有第一垂直电流值的第一垂直直流电流(IVG1)向所述第一垂直线(LV1)通电，其中所述第一垂直电流值能够具有0A的幅度；
-以具有所述第一水平电流值的第二水平直流电流(IHG2)向所述第二水平线(LH2)通电，其中所述第一水平电流值能够具有0A的量；
-以第二垂直电流(IVG2)向所述第二垂直线(LV2)通电，其第二垂直电流值不同于所述第一垂直电流值；
-其中所述第二垂直电流值和所述第一垂直电流值被选择为使得，
-当所述第二量子比特(QUB2)的所述第二量子点(NV2)的相位矢量在第一位置时，所述第一量子比特(QUB1)的所述第一量子点(NV1)的相位矢量执行围绕所述第一相位角
特别是π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)或π/4的整数倍的相位旋转，并且
-如果所述第二量子比特(QUB2)的所述第二量子点(NV2)的相位矢量不在所述第一位置而在第二位置，所述第一量子比特(QUB1)的所述第一量子点(NV1)的相位矢量不执行围绕所述相位角
特别是π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)或π/4的整数倍的相位旋转，并且
-所述第二量子比特(QUB2)的所述第二量子点(NV2)的相位矢量不执行任何或仅执行轻微的相位旋转；
-随后在与所述第二量子比特的所述第二量子点(NV2)的拉比振荡的相位角
特别是π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)或π/4的整数倍相对应的持续时间内，以第二水平电流分量(IHM2)向所述第二水平线(LH2)通电，
-其中所述第二水平电流分量(IHM2)以具有第二水平调制的第二微波共振频率(fMW2)调制；
-在与所述第二量子比特的所述第二量子点(NV2)的拉比振荡周期的相位角
特别是π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)或π/4的整数倍相对应的持续时间内，以第二垂直电流分量(IVM2)向所述第二垂直线(LV2)通电，
-其中所述第二垂直电流分量(IVM2)以具有第二垂直微波共振频率(fMW2)的第二垂直调制进行调制，
-由此除了所述相移之外，与所述第二垂直线(LV2)的通电并行地发生所述第二水平线(LH2)的通电，并且
-以具有第二水平电流值的第二水平DC电流分量(IHG2)向所述第二水平线(LH2)通电，其中所述第二水平电流值能够从0A开始；
-以具有第二垂直电流值的第二垂直DC电流分量(IVG2)向所述第二垂直线(LV2)通电，其中所述第二垂直电流值可以从0A开始；
-以具有第一水平电流值的第一水平DC电流分量(IHG1)向所述第一水平线(LH1)通电，其中所述第一水平电流值可以从0A开始；
-以具有第一垂直电流值的第一垂直DC电流分量(IVG1)向所述第一垂直线(LV1)通电，其中所述第一垂直电流值不同于所述第二垂直电流值；
-其中所述第一垂直电流值和所述第二垂直电流值现在被选择为使得，
-当所述第一量子比特(QUB1)的所述第一量子点(NV1)的相位矢量在第一位置时，所述第二量子比特(QUB2)的所述第二量子点(NV2)的相位矢量执行围绕所述角
特别是π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)或π/4的整数倍的相位旋转，并且
-如果所述第一量子比特(QUB1)的所述第一量子点(NV1)的相位矢量不在所述第一位置而在第二位置，所述第二量子比特(QUB2)的所述第二量子点(NV2)的相位矢量不执行围绕所述角
特别是π/4或π/2(哈达玛门)或3π/4或π(非门)或π/4的整数倍的相位旋转，并且
-所述第一量子比特(QUB1)的所述第一量子点(NV1)的相位矢量不执行相位旋转。
34.核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的操作方法，包括以下步骤：
-复位所述核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的量子比特(QUB1，QUB2)的量子点(NV)；
-对所述核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的所述量子比特(QUB1，QUB2)的所述量子点(NV)进行单次或多次操纵；
-保存所述操纵结果；
-复位所述核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的所述量子比特(QUB1，QUB2)的所述量子点(NV)；
-回读存储的所述操纵结果；
-读出所述核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的所述量子比特(QUB1，QUB2)的所述量子点(NV)的状态。
35.量子寄存器(QUREG)和/或量子比特(QUB)的操作方法，包括以下步骤：
-通过根据权利要求12的方法复位核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的量子比特(QUB1，QUB2)的量子点(NV)；
-通过根据权利要求14和/或16的方法单次或多次操纵所述核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的所述量子比特(QUB1，QUB2)的所述量子点(NV)的所述量子状态；
-借助于根据权利要求21所述的方法存储所述操纵结果；
-通过根据权利要求12的方法复位所述核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)的所述量子比特(QUB1，QUB2)的所述量子点(NV)；
-借助于根据权利要求21的方法回读所存储的操作结果；
-借助于根据权利要求31至32中一个或多个的方法读出所述量子寄存器(QUREG)的所述量子比特(QUB1，QUB2)的所述量子点(NV)和/或所述量子比特(QUB)的所述量子点(NV)的状态。
36.量子总线(QUBUS)，
-具有n个量子比特(QUB1至QUBn)，
-n为正整数，
-且n≥2，
-具有第一核量子比特(CQUB1)，
-具有第n核量子比特(CQUBn)，
-其中所述n个量子比特(QUB1至QUBn)能够从1到n编号，
-其中，仅在n>2成立时，第j量子比特(QUBj)是这些所述n个量子比特(QUB1至QUBn)中的任何一个，其中1<j<n，并且
-其中每个第j量子比特(QUBj)具有前导量子比特(QUB(j-1))，并且
-其中每个第j量子比特(QUBj)具有后继量子比特(QUB(j+1))，并且
-其中所述第一量子比特(QUB1)与所述第一核量子比特(CQUB1)形成根据权利要求5所述的第一核电子量子寄存器(CEQUREG1)，并且
-其中所述第n量子比特(QUBn)与所述第n核量子比特(CQUBn)形成根据权利要求5所述的第n核电子量子寄存器(CEQUREGn)，并且
其中所述第一量子比特(QUB1)与所述第二量子比特(QUB2)形成第一电子-电子量子寄存器(QUREG1)，并且
-其中所述第n量子比特(QUBn)与所述第(n-1)量子比特(QUB(n-1)形成第(n-1)电子-电子量子寄存器(QUREG(n-1))，并且
-其中当n>2时，1<j<n，在下文中被称为第j量子比特(QUBj)的其他n-2个量子比特中的每个
-与其前导量子比特(QUB(j-1))形成第(j-1)量子寄存器(QUREG(j-1))，并且
-与其后继量子比特(QUB(j+1))形成第j量子寄存器(QUREGj)，
-导致了具有两个核电子量子寄存器(CEQUREG1，CEQUREGn)以及位于所述第一核量子比特(CQUB1)和所述第n核量子比特(CQUBn)之间的n-1个量子寄存器(QUREG1至QUREG(n-1))的闭合链。
37.量子网络(QUNET)，特征在于，
-其包括至少两个相互连接的量子总线(QUBUS)。
38.用于将根据权利要求36和/或权利要求1所述的量子总线(QUBUS)的第一核量子比特(CQUB1)与第n核量子比特(CQUBn)纠缠的方法，
-如果有必要的话，特别是借助于根据权利要求12所述的方法进行所述量子总线(QUBUS)的所述n个量子比特(QUB1至QUBn)的前擦除，以使所述量子总线(QUBUS)初始化；
-接着使所述第一量子比特(QUB1)的所述第一量子点(NV1)与所述量子总线(QUBUS)的所述第一核量子比特(CQUB1)的所述第一核量子点(CI1)的纠缠；
-然后重复以下步骤，直到所有n-1个量子点(NV2至NVn)都与其前导量子点(NV1至NV(n-1))纠缠为止，
-其中所述以下步骤是：第j量子比特(QUBj)的第j量子点(NVj)与所述量子总线(QUBUS)的后续的第(j+1)量子比特(QUB(j+1))的第(j+1)量子点(NV(j+1))的纠缠，并且其中在该所述步骤的第一次应用中，选择j＝1，并且其中在直到达到先前命名的循环终止条件j＝n的该步骤的所述后续应用中，选择新的序列数j＝j+1；
-将所述第n量子比特(QUBn)的所述第n量子点(NVn)与所述量子总线(QUBUS)的所述第n核量子比特(CQUBn)的所述第n核量子点(CIn)的后续纠缠，
-然后重复以下步骤，直到所有n-1个量子点(NV2至NVn)都与其前导量子点(Nv1至NV(n-1))纠缠为止，
-其中以下步骤是所述第j量子比特(QUBj)的所述第j量子点(NVj)与所述量子总线(QUBUS)的所述后续的第(j+1)量子比特(QUB(j+1))的所述第(j+1)量子点(NV(j+1))的自旋交换，并且其中在该所述步骤的第一应用中，选择j＝1，并且其中在直到达到先前命名的循环终止条件j＝n的该所述步骤的后续应用中，选择新的序列数j＝j-1；
-接着进行所述第一量子比特(QUB1)的所述第一量子点(NV1)与所述量子总线(QUBUS)的所述第一核量子比特(CQUB1)的所述第一核量子点(CI1)的自旋交换；
-如果有必要的话，特别是借助于根据权利要求12的方法，进行所述量子总线(QUBUS)的所述n个量子比特(QUB1至QUBn)的最终擦除，以中性化所述量子总线(QUBUS)。
39.根据权利要求36和/或权利要求1所述的量子总线(QUBUS)的第一核量子比特(CQUB1)与第n核量子比特(CQUBn)纠缠的方法，
-如果有必要的话，特别是借助于根据权利要求12所述的方法进行所述量子总线(QUBUS)的所述n个量子比特(QUB1至QUBn)的前擦除，以初始化所述量子总线(QUBUS)；
-之前能够进行所述第一核量子比特(CQUB1)的擦除；
-之前能够进行所述第n核量子比特(CQUBn)的擦除；
-如果有必要的话，特别是借助于根据权利要求12所述的方法进行所述量子总线(QUBUS)的所述第一量子比特(QUB1)的和直到QUBn的所述第n量子比特的重复的前擦除，以使所述量子总线(QUBUS)初始化；
-以作为所述哈达玛门的所述量子比特(QUB)的所述第一量子比特(QUB1)来执行哈达玛门；和
-以所述第一量子比特(QUB1)和所述第一核量子比特(CQUB1)执行电子-核CNOT操作，和
-重复以下步骤，直到所有n-1个量子点(NV2至NVn)都与其前导量子点(NV1至NV(n-1))纠缠为止，
-其中所述以下步骤是将所述第j量子比特(QUBj)的所述第j量子点(NVj)与所述量子总线(QUBUS)的后续的第(j+1)量子比特(QUB(j+1))的第(j+1)量子点(NV(j+1))纠缠，并且其中，特别是在该所述步骤的所述第一应用中，选择j＝1，并且其中，特别是在该所述步骤的所述后续应用中，选择新的序列数j＝j+1，直到达到上述循环终止条件j＝n为止；
-以所述第n量子比特(QUBn)和所述第n核量子比特(CQUBn)执行电子-核CNOT操作。
40.一种装置，其特征在于，
-其包括至少一个控制装置(μC)，并且
-其包括至少一个光源(LED)，其可以特别是LED和/或激光器和/或可调谐激光器，并且
-其包括至少一个光源驱动器(LDDR)，并且
-其至少包括以下基于量子的子装置中的至少一个，例如
-量子比特(QUB)，特别是根据权利要求3，和/或
-量子寄存器(QUREG)，特别是根据权利要求6，和/或
-核电子量子寄存器(CEQUREG)，特别是根据权利要求5，和/或
-核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)，特别是根据权利要求9，和/或
-量子点(NV)的布置，特别是根据权利要求10，和/或
-量子总线(QUBUS)，特别是根据权利要求36和/或1，
并且，其特征在于，
-根据来自所述控制装置(μC)的控制信号，所述光源(LED)由所述光源驱动器(LEDDR)暂时提供电能，并且
-所述光源(LED)适于且旨在，特别是借助于根据权利要求12所述的方法复位所述量子点(NV)的至少一部分。
41.一种装置，其特征在于，
-其包括至少一个电路和/或半导体电路和/或CMOS电路，并且
-其至少包括以下基于量子的子装置中的至少一个，例如
-量子比特(QUB)，特别是根据权利要求3，和/或
-量子寄存器(QUREG)，特别是根据权利要求6，和/或
-核电子量子寄存器(CEQUREG)，特别是根据权利要求5，和/或
-核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUEREG)，特别是根据权利要求9，和/或
-量子点(NV)的布置，特别是根据权利要求10，和/或
-量子总线(QUBUS)，特别是根据权利要求36和/或1，
并且，其特征在于，
-至少一个电路和/或半导体电路和/或CMOS电路具有如下设备，所述设备单独地或在组合中多个地被设置并适于特别是根据权利要求11至35的方法执行下述处理组的至少一个处理，
-电子-核交换操作，
-量子比特复位方法，
-核电子量子寄存器复位方法，
-量子比特微波控制方法，
-核电子量子寄存器无线电波控制方法，
-核量子比特无线电波控制方法，
-核-核量子寄存器无线电波控制方法，
-选择性量子比特控制方法，选择性量子寄存器控制方法，
-量子比特评估，
-量子计算结果提取，
-量子计算(即，使用量子操作的计算)，
和/或，特别是作为根据权利要求38或39所述的方法，执行量子总线操作。
42.一种装置，特别是量子计算机(QUC)，
-具有至少一个控制装置(μC)，特别是电路和/或半导体电路和/或CMOS电路，和
-具有以下基于量子的子装置中的至少一个，
-量子比特(QUB)，特别是根据权利要求3，和/或
-量子寄存器(QUREG)，特别是根据权利要求6，和/或
-核电子量子寄存器(CEQUREG)，特别是根据权利要求5，和/或
-核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)，特别是根据权利要求9，和/或
-量子点(NV)布置，特别是根据权利要求10，和/或
-量子总线(QUBUS)，特别是根据权利要求36和/或1，
并且
-其中，控制装置包括如下设备，其单独地或作为组合中多个地被设置并适于特别是根据权利要求11至35的方法执行如下处理组的至少一个方法：
-电子-核交换操作，
-量子比特复位方法，
-核电子量子寄存器复位方法，
-量子比特微波控制方法，
-核电子量子寄存器无线电波控制方法，
-核量子比特无线电波控制方法，
-核-核量子寄存器无线电波控制方法，
-选择性量子比特控制方法，选择性量子寄存器控制方法，
-量子比特评估，
-量子计算结果提取，
-量子计算，和/或
-量子总线操作，特别是根据权利要求38或39所述的方法，
并且
-其中，所述装置包括具有至少一个磁场传感器(MFS)和至少一个致动器，特别是磁场控制(MFK)的磁场控制(MFC)，以通过主动控制稳定所述装置的区域中的磁场，并且
-由此，特别地，所述磁场控制(MFC)是所述控制装置(μC)的一部分或由所述控制装置(μC)控制。
43.特别是用于根据权利要求40至41中的一个或多个所述的装置的电路和/或半导体电路和/或CMOS电路，
-其包括至少一个控制装置(μC)，并且
-其包括适于和/或提供用于控制具有将要驱动的第一量子比特(QUB1)的以下基于量子的子装置中的至少一个的设备，即，
根据权利要求3所述的量子比特(QUB)，和/或
根据权利要求6所述的量子寄存器(QUREG)，和/或
根据权利要求5所述的核电子量子寄存器(CEQUREG)，和/或
根据权利要求9所述的核-电子-核-电子量子寄存器(CECEQUREG)，和/或
根据权利要求10所述的量子点(NV)阵列，和/或
根据权利要求36和/或1所述的量子总线(QUBUS)，
-其中，其包括用于控制将要控制的所述第一量子比特(QUB1)的第一水平驱动级(HD1)和/或其中其包括能够与所述第一水平驱动级(HD1)形成一个单元的第一水平接收级(HS1)，用于控制将要控制的所述第一量子比特(QUB1)；和/或包括用于控制将要控制的所述第一量子比特(QUB1)的第一垂直驱动级(VD1)和/或包括能够与所述第一垂直驱动级(VD1)形成一个单元的第一垂直接收级(VS1)，用于控制将要控制的所述第一量子比特(QUB1)。
44.用于产生量子寄存器(QUREG)和/或量子比特(QUB)和/或量子点阵列和/或量子比特阵列的方法，
具有以下步骤：
-设置基板(D)，特别是金刚石；
-如果有必要的话，应用外延层(DEPI)，如果有必要的话，其已经进行硫掺杂和/或n型掺杂；
-如果所述基板(D)或所述外延层(DEPI)未进行n型掺杂或硫掺杂，所述基板(D)的至少部分或所述外延层(DEPI)的至少部分进行硫植入和/或n型掺杂并且进行辐射损伤的清洁和修复；
-确定性单离子注入，特别是金刚石中的氮和/或金刚石中具有核自旋的同位素，以在所述基板(D)或所述外延层(DEPI)的预定区域中产生顺磁中心作为量子点(NV)和/或产生核量子点(CI)；
-进行清洁和温度处理；
-如果有必要的话，测量注入的单一原子的功能、位置和T2时间，并且如果有必要的话，重复前面的两个步骤；
-将欧姆接触形成于所述基板(D)或所述外延层(DEPI)；
-制作所述水平线(LH1，LH2，LH3)，并且如果有必要的话，制作所述水平屏蔽线(SH1，SH2，SH3，SH4)；
-沉积绝缘体(IS)并打开导通孔；
-制作所述垂直线(LV1，LV2，LV3)，并且如果有必要的话，制作所述垂直屏蔽线(SV1，SV2，SV3，SV4)；
-其中，制造过程能够包括诸如平面化等另外的步骤。
45.用于产生量子ALU的方法，包括以下步骤：
-将含碳分子植入到基板(D)中，
-其中，所述分子包含至少一个或两个或三个或四个或五个或六个或七个13C同位素，并且
-其中所述分子包含至少一个氮原子。
46.量子计算机的操作方法，
-其中二进制代码被存储在根据权利要求11至35或38或39中的一种方法或它们的组合的控制装置(μC)的存储器中，并且根据特别是与地址相对应的序列参数被存储在所述存储器中，并且
-其中所述控制装置(μC)取决于所述序列参数并且根据权利要求11至35或38或39和/或它们的组合的符号化方法处理所述二进制代码的至少一个子集。
47.量子计算机系统(QUSYS)，
-具有中央控制单元(ZSE)，和
-具有一条或多条数据总线(DB)，和
-具有n台量子计算机(QC1至QC16)，其中n是大于1的正整数，并且
其特征在于，
-所述中央控制单元(CSE)使在下文中被称为相关的量子计算机的所述量子计算机(QC1至QC16)中的至少两个以上的量子计算机借助于一个或多个信号经由所述一条数据总线(DB)或经由所述多条数据总线(DB)执行相同的量子操作，并且
-在各个所述量子计算机已经执行这些量子操作之后，所述中央控制单元(ZSE)经由所述一条数据总线(DB)或经由所述多条数据总线(DB)查询各个所述量子计算机的这些量子操作的结果。
48.量子计算机(QUC)，
-其中所述量子计算机(QUC)包括控制装置(μC)；并且-其中所述控制装置(μC)适于且被排列为用于，
-所述控制装置经由数据总线(DB)接收命令和/或代码和/或代码序列，并且
-根据这些接收到的指令和/或接收到的代码和/或接收到的代码序列，所述控制装置(μC)启动和/或控制由所述量子计算机(QUC)执行的以下量子操作中的至少一者：MFMW、MFMWEE、MFMWCE、MFRWCC、FRWCC、RESQB、RESQBR、RESQRCE、MQBP、MCBP、SMQB、KQBQB、KQBCB、CNQBCBA、CNQBCBB、CNQBCBC、VQB、SCNQB。
49.用于以控制装置(μC)操作量子计算机(QUC)的方法，
-提供源代码；
-提供数据处理设施；
-在数据处理系统中处理源代码并生成二进制文件，
-将所述二进制文件的内容以有序序列的形式至少部分地传送到所述控制装置(μC)的有序存储器中，所述内容在下文中被称为程序；
-由所述控制装置(μC)开始执行所述程序，和
-根据所述控制装置(μC)的所述存储器中的所述有序序列执行所述控制装置(μC)的所述存储器中的OP码，
其特征在于，
-所述二进制文件中的所述OP码包括一个或多个量子OP码，以及如果适用的话，还包括不是量子OP码的OP码；并且
-量子操作码表示操纵至少一个量子点(NV)的指令，或者是执行一个或多个以下量子操作的指令：MFMW、MFMWEE、MFMWCE、MFRWCC、FRWCC、RESQB、RESQBR、RESQRCE、MQBP、MCBP、SMQB、KQBQB、KQBCB、CNQBCBA、CNQBCBB、CNQBCBC、VQB、SCNQB，并且
-如果所述OR码是量子OR码，则所述OR码的执行是所述量子OR码的执行。
50.计算机单元，
-其中所述计算机单元包括：
-具有一个或多个量子点(NV)的量子计算机系统(QSYS)的中央控制单元(ZSE)，和/或
-具有所述一个或多个量子点(NV)的量子计算机控制装置(μC)
并且
-其中所述计算机单元运行具有神经网络节点的神经网络模型，并且
-其中所述神经网络模型使用一个或多个输入值和/或一个或多个输入信号，并且
-其中所述神经网络模型产生一个或多个输出值和/或一个或多个输出信号，
其特征在于，
-其中，特别是借助于水平线(LH)和/或垂直线(LV)的所述一个或多个量子点(NV)的控制取决于所述神经网络模型的所述一个或多个输出值和/或所述一个或多个输出信号，和/或
-其中所述神经网络模型的所述一个或多个输入值和/或所述一个或多个输入信号的值取决于所述一个或多个量子点(NV)的状态。
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