量子状態

量子状態

執筆済 量子力学

系について知りうるすべてを含む記述。 複素ヒルベルト空間の単位ベクトル。

|ψ=ici|i,i|ci|2=1

純粋状態と混合状態#

表現 意味
純粋状態 ψ 最大限の情報がある
混合状態 密度行列 ρ 古典的な確率混合を含む

ノイズのある実機で扱うのは混合状態なので、 実用の議論では密度行列が必要になる。

重ね合わせと確率混合は別物#

|0|1 か分からない」(古典的な無知)と、 「12(|0+|1) である」(重ね合わせ)は違う

計算基底で測れば、どちらも 50:50 の結果になる。 しかし X 基底(|±)で測ると

  • 重ね合わせ |+必ず + が出る
  • 確率混合 … 50:50

測定基底を変えれば区別できる。 この違いが量子計算の資源になっている。

1 量子ビットの状態#

大域位相を除けば 2 つの実パラメータで書ける。

|ψ=cosθ2|0+eiϕsinθ2|1

これがブロッホ球上の点に対応する。

参考文献#

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