Квантын мэдээллийн боловсруулалтын хүрээнд квант мэдээллийн үндсэн нэгж болох кубитуудын зан төлөвийг суперпозиция, орооцолдох зарчмаар удирддаг. Хоёр кубит орооцолдох үед нэг кубитийн төлөв нь тэднийг тусгаарлах зайнаас үл хамааран нөгөөгийн төлөвөөс хамааралтай болдог. Энэ үзэгдэл нь хүчирхэг квант алгоритм, протоколыг бий болгох боломжийг олгодог бөгөөд тэдгээр нь сонгодог харьцуулагчдаас давж гардаг.
Хоёр кубитийн системд эхний кубитийг хэмжих нь түүний төлөвийг тодорхой утга руу буулгаж, анхны байсан суперпозицийг эвдэж болно. Гэсэн хэдий ч хэмжилтийг хийхгүй бол хоёр кубитийн ерөнхий систем квант суперпозиция хэвээр үлдэж болно. хоёр дахь кубит дээр. Энэ нь кубитуудын орооцолдсон шинж чанартай холбоотой бөгөөд нэг кубитийн хэмжилтийн үр дүн нь нөгөө кубитийн төлөвийг шууд задлахгүйгээр мэдээллийг өгдөг.
Энэ үзэл баримтлалыг харуулахын тулд Bell төлөвт байгаа хоёр кубит системийг авч үзье.
[ frac{1}{sqrt{2}}(|00rangle + |11rangle) ]Хэрэв бид эхний кубитийг хэмжиж, "0" үр дүнг гаргавал бүхэл системийн төлөв унана:
[ |00rangle ]Гэсэн хэдий ч системийн ерөнхий төлөв нь үндсэн төлөвүүдийн шугаман хослол байдаг тул хоёр дахь кубит нь төлөвүүдийн хэт байрлалд хэвээр байна. Иймээс хоёр кубит систем нь нөгөө кубит дээр хэмжилт хийгдээгүй л бол аль нэг кубитийг хэмжсэн ч квант суперпозицияд үлдэж чадна.
Энэ шинж чанар нь квант мэдээлэл боловсруулахад чухал ач холбогдолтой, учир нь энэ нь кубитуудыг удирдахын зэрэгцээ тэдгээрийн орооцолдол, хэт байрлалыг хадгалах боломжийг олгодог. CNOT gate эсвэл удирдлагатай фазын хаалга гэх мэт хоёр кубит хаалга нь энэхүү орооцолдолтыг ашиглан үндсэндээ квант шинж чанартай үйлдлүүдийг хийж, Шорын алгоритм эсвэл Гроверын хайлтын алгоритм зэрэг квант алгоритмуудыг гүйцэтгэх боломжийг олгодог.
Хоёр кубит системд нэг кубитийг хэмжих нь тухайн кубитийн төлөвийг нурааж болох боловч хэрэв нөгөө кубит хэмжигдээгүй хэвээр байвал системийг бүхэлд нь сүйрүүлэх албагүй. Квантын суперпозицийн энэхүү хадгалалт нь квант мэдээллийн боловсруулалтын гол шинж чанар бөгөөд квант алгоритм, протоколын дизайнд ашиглагддаг.
Сүүлийн үеийн бусад асуулт, хариулт EITC/QI/QIF квант мэдээллийн үндэс:
- Квант үгүйсгэх хаалга (квант БИШ эсвэл Паули-Х хаалга) хэрхэн ажилладаг вэ?
- Хадамард хаалга яагаад өөрөө эргэх боломжтой вэ?
- Хэрэв Bell төлөвийн 1-р кубитийг тодорхой үндэслэлээр хэмжиж, дараа нь 2-р кубитийг тета өнцгөөр эргүүлсэн суурь дээр хэмжвэл харгалзах вектор руу проекцийг олж авах магадлал тетагийн синусын квадраттай тэнцүү байна уу?
- Дурын кубит суперпозицияны төлөвийг дүрслэхийн тулд хэдэн бит сонгодог мэдээлэл шаардлагатай вэ?
- 3 кубит зайтай хэдэн хэмжээст вэ?
- Кубитийн хэмжилт нь түүний квант суперпозицияг устгах уу?
- Квантын хаалга нь сонгодог хаалгатай адил гаралтаас илүү их оролттой байж чадах уу?
- Квантын хаалганы бүх нийтийн гэр бүлд CNOT хаалга, Хадамард хаалга багтдаг уу?
- Давхар ангархай туршилт гэж юу вэ?
- Туйлшруулагч шүүлтүүрийг эргүүлэх нь фотоны туйлшралын хэмжилтийн суурийг өөрчлөхтэй тэнцэх үү?
Бусад асуулт, хариултыг EITC/QI/QIF Quantum Information Fundamentals хэсгээс үзнэ үү