Qubit

Hệ lượng tử có hai cơ sở trực chuẩn. Trạng thái thuần là tuyến tính chuẩn hóa của hai trạng thái cơ sở đó.

Lĩnh vực: Cơ học, nhiệt, điện từ và lượng tử

Định nghĩa trên trang này được dùng trong lĩnh vực vừa nêu. Một từ giống nhau ở môn khác có thể mang nghĩa khác.

Bài giảng dùng khái niệm này

• Cơ học lượng tử II: Cấu trúc nguyên tửVật lý 2

Giải thích kỹ thuật

Chọn hai cơ sở trực chuẩn, ký hiệu 0 và 1. Một trạng thái thuần của qubit có dạng:

$$\begin{array}{rl}|\psi ⟩& =a|0⟩+b|1⟩,\\ |a{|}^2+|b{|}^2& =1.\end{array}$$

Nếu đo trong cơ sở đó, xác suất hai kết quả lần lượt là bình phương môđun của a và b. chung không quan sát được trong các xác suất, còn pha tương đối có thể ảnh hưởng kết quả khi đổi cơ sở.

Một phép đo không trả lại đồng thời cả hai biên độ phức. Muốn xác định cần nhiều hệ được chuẩn bị giống nhau và những phép đo thích hợp.

Nhiều qubit có thể ở . Khả năng xử lý thông tin phụ thuộc cách điều khiển biên độ và , không phải quyền đọc ngay mọi cấu hình cơ sở bằng một lần đo.

Ví dụ

Phép đo trong cơ sở 0 và 1 cho một trong hai kết quả, với xác suất là bình phương môđun của biên độ tương ứng.

Khi nào cần dùng?

Mô tả cổng lượng tử, chồng chập và rối trong tính toán lượng tử.

Câu hỏi ôn lại

Một qubit chồng chập có cho phép đọc đồng thời vô hạn bit cổ điển không?

Xem đáp án

Không. Mỗi phép đo trong cơ sở đã chọn cho một kết quả. Muốn suy ra tham số cần nhiều lần chuẩn bị và đo.

Thuật ngữ liên quan

• Rối lượng tử
• Số phức trong hàm sóng
• Phép đo lượng tử

Tài liệu tham khảo

Young & Freedman, University Physics with Modern Physics, ấn bản 15, chương 41, trang 1360–1398.