Op die gebied van kwantuminligtingverwerking word die gedrag van kwantumbisse, die fundamentele eenhede van kwantuminligting, beheer deur die beginsels van superposisie en verstrengeling. Wanneer twee kwbits verstrengel is, word die toestand van een kwbit afhanklik van die toestand van die ander, ongeag die afstand wat hulle skei. Hierdie verskynsel maak voorsiening vir die skepping van kragtige kwantumalgoritmes en protokolle wat beter as hul klassieke eweknieë presteer.
In 'n stelsel van twee kwbits kan die meting van die eerste kwbit inderdaad sy toestand tot 'n definitiewe waarde laat ineenstort, wat die superposisie waarin dit aanvanklik was breek. Die algehele stelsel van twee kwbits kan egter steeds in 'n kwantumsuperposisie bly as die meting nie uitgevoer word nie op die tweede qubit. Dit is as gevolg van die verstrengelde aard van die kwbits, waar die metingsuitkoms van een kwbit inligting verskaf oor die ander kwbit sonder om sy toestand direk ineen te stort.
Om hierdie konsep te illustreer, oorweeg 'n twee-kwbit-stelsel in die Bell-toestand:
[ frac{1}{sqrt{2}}(|00hoek + |11hoek) ]As ons die eerste kwbit meet en die uitkoms '0' kry, stort die toestand van die hele stelsel ineen na:
[ |00range]Die tweede kwbit is egter steeds in 'n superposisie van toestande, aangesien die algehele toestand van die stelsel 'n lineêre kombinasie van basistoestande is. Daarom kan die twee-kwbit-stelsel inderdaad in 'n kwantum-superposisie bly, selfs nadat een van die kwbits gemeet is, solank die meting nie op die ander kwbit uitgevoer word nie.
Hierdie eienskap is van kardinale belang in die verwerking van kwantuminligting, aangesien dit die implementering van twee-kwbit-hekke moontlik maak wat kwantumbits manipuleer terwyl hul verstrengeling en superposisie behoue bly. Twee-kwbit-hekke, soos die CNOT-hek of die beheerde-fase-hek, gebruik hierdie verstrengeling om bewerkings uit te voer wat fundamenteel kwantum van aard is en die uitvoering van kwantumalgoritmes soos Shor se algoritme of Grover se soekalgoritme moontlik maak.
Die meting van een kwbit in 'n twee-kwbit-stelsel kan die toestand van daardie kwbit laat ineenstort, maar nie noodwendig die hele stelsel in duie stort as die ander kwbit ongemeet bly nie. Hierdie behoud van kwantumsuperposisie is 'n sleutelkenmerk in kwantuminligtingverwerking en word ingespan in die ontwerp van kwantumalgoritmes en -protokolle.
Ander onlangse vrae en antwoorde t.o.v EITC/QI/QIF Quantum Information Fundamentals:
- Hoe werk die kwantum-ontkenningshek (quantum NOT of Pauli-X-hek)?
- Hoekom is die Hadamard-hek self-omkeerbaar?
- As die 1ste kwbit van die Bell-toestand op 'n sekere basis meet en dan die 2de kwbit meet in 'n basis wat deur 'n sekere hoek theta geroteer word, is die waarskynlikheid dat jy projeksie na die ooreenstemmende vektor sal verkry gelyk aan die sinuskwadraat van theta?
- Hoeveel stukkies klassieke inligting sal nodig wees om die toestand van 'n arbitrêre kwbit-superposisie te beskryf?
- Hoeveel afmetings het 'n spasie van 3 qubits?
- Sal die meting van 'n qubit sy kwantum superposisie vernietig?
- Kan kwantumhekke meer insette as uitsette hê op soortgelyke wyse as klassieke hekke?
- Sluit die universele familie van kwantumhekke die CNOT-hek en die Hadamard-hek in?
- Wat is 'n dubbelspleet eksperiment?
- Is die rotasie van 'n polariserende filter gelykstaande aan die verandering van die fotonpolarisasiemetingsbasis?
Sien meer vrae en antwoorde in EITC/QI/QIF Quantum Information Fundamentals