состояния (энтанглированные состояния): Это состояния, где несколько кубитов связаны друг с другом, так что изменение одного из них будет влиять на другие. Коррелированные состояния играют важную роль в квантовых вычислениях и квантовой информации.
Операции:
1. Операция X: Операция X применяется к кубиту и осуществляет вращение состояний |0⟩ и |1⟩ вокруг оси X Блоховской сферы. Она преобразует состояние |0⟩ в |1⟩ и наоборот. Операция X может быть представлена матрицей Паули:
X = [[0, 1],
[1, 0]]
2. Операция Y: Операция Y также осуществляет вращение состояний |0⟩ и |1⟩, но вокруг оси Y Блоховской сферы. Она преобразует состояние |0⟩ в i|1⟩ и наоборот. Операция Y представлена матрицей Паули:
Y = [[0, -i],
[i, 0]]
3. Операция Z: Операция Z осуществляет вращение состояний |0⟩ и |1⟩ вокруг оси Z Блоховской сферы. Она сохраняет состояние |0⟩ и меняет знак состоянию |1⟩. Операция Z представлена матрицей Паули:
Z = [[1, 0],
[0, -1]]
4. Однокубитные вентили: Однокубитные вентили применяют операции X, Y или Z к одному кубиту. Они позволяют манипулировать состояниями кубитов независимо друг от друга.
5. Многокубитные вентили: Многокубитные вентили применяются к нескольким кубитам одновременно и позволяют создавать коррелированные состояния и связи между кубитами. Он может быть использован для выполнения более сложных операций и алгоритмов в квантовых вычислениях.
Операции X, Y, Z и другие однокубитные и многокубитные вентили образуют основу для манипуляции и обработки информации в квантовых вычислениях. Эти операции используются для создания и манипуляции суперпозициями и коррелированными состояниями, что отличает квантовые вычисления от классических.
Обзор уникальной формулы
Подробное объяснение каждого шага формулы
Шаг 1: Начальное состояние кубитов
Изначально у нас есть три кубита A, B и C, которые находятся в состоянии |0⟩. Состояние |0⟩ означает, что все кубиты находятся в базовом состоянии нуля.
Шаг 2: Применение операции X
На каждый кубит A, B и C применяется операция X на 60 градусов по часовой стрелке. Операция X вращает состояния кубитов вокруг оси X на Блоховской сфере. После применения операции X каждый кубит изначально находится в состоянии |1⟩.
Теперь состояния кубитов выглядят следующим образом:
Кубит A: (|1⟩+e^ (iπ/3) |0⟩) /√2
Кубит B: (|1⟩+e^ (iπ/3) |0⟩) /√2
Кубит C: (|1⟩+e^ (iπ/3) |0⟩) /√2
Шаг 3: Применение операции Y
Применяем операцию Y на кубите A на 45 градусов по часовой стрелке и на кубите B на 30 градусов против часовой стрелки.
Кубит A переходит в состояние (|1⟩+e^ (iπ/3+π/4) |0⟩) /√2.
Кубит B переходит в состояние (|1⟩+e^ (iπ/3-π/6) |0⟩) /√2.
Кубит C остается в состоянии (|1⟩+e^ (iπ/3) |0⟩) /√2.
Шаг 4 и 5: Перестановка кубитов и повторение операции Y
Меняем местами