답변:
큐 비트를 보는 방법에는 여러 가지가 있으며 상태 벡터 형식은 그 중 하나 일뿐입니다. 일반적인 선형 대수적 의미에서 측정은 기준 투영입니다. 여기에서는 Pauli가 관찰 할 수있는 관점에서 일반적인 예인 QC 회로 모델에 대한 예를 제공합니다.
첫째, 상태 벡터가 제공되는 기준에 관심이 있습니다. 모든 측정 연산자에는 고유 상태 세트가 있으며 사용자가 보는 모든 측정 값 (예 : 등)이 있습니다. 상태 벡터를 작성하는 데 가장 적합한 기초를 결정하십시오. 질문에 대답하는 가장 쉬운 방법은 관심있는 기초가 무엇 인지 , 더 중요 하게는 방금 수행 한 측정으로 통근하는지 여부 를 아는 것입니다 .
간단하게하기 위해 두 큐 비트에 대해 기준으로 작성된 임의의 상태에서 두 개의 연결된 큐 비트로 시작한다고 가정 해 보겠습니다 .
사용자가 만들 수있는 가장 간단한 측정 될 은 IS, Z에 이어 최초의 큐 비트 연산자, Z 2 는 Z의 제 큐빗에 오퍼레이터. 측정은 무엇을합니까? 그것은 국가를 고유 국가 중 하나로 투영합니다. 방금 측정 한 것과 일치하지 않는 가능한 모든 답변을 제거하는 것으로 생각할 수 있습니다. 예를 들어 Z 1 을 측정 하고 결과 1을 얻는다면 결과 상태는 다음과 같습니다.
앞에 계수는 재 정규화를위한 것입니다. 을 측정 할 확률 은 1입니다. 이것은 초기 상태에 있었던 확률과 다릅니다.| | 2+| c| 2.
그러나 다음 측정이 이전 측정과 통근하지 않는다고 가정하십시오. 확률을 이해하려면 상태 벡터를 기반으로 변경을 구현해야하기 때문에 까다로울 수 있습니다. 그러나 Pauli 측정을 사용하면 고유 염기가 좋은 방식으로 관련되기 때문에 쉬운 경향이 있습니다.
이해를 확인하는 좋은 방법 : 위 의 Z 1 = 1 측정 후 을 측정 할 확률은 얼마입니까? Z 1 측정을 하지 않은 경우의 확률은 얼마입니까? 그렇다면 더 복잡한 질문은 한 번에 두 큐 비트에 작용하는 제품 연산자를 보는 것입니다. 예를 들어 Z 1 Z 2 = + 1 측정 이 초기 상태에 어떤 영향을 줍니까? 여기서 Z 1 Z 2 는 두 연산자의 곱을 측정합니다.
그 가정, 측정 전에, 당신의 -qubit 시스템이 어떤 상태에 | ψ ⟩ ∈ H ⊗ N 2 , 여기서 H 2 ≅ C 2 단일 큐 비트의 힐베르트 공간이다. 쓰기 | ψ ⟩ = Σ (X) ∈ { 0 , 1 } , N u는 X | X ⟩ 어떤 계수들에 대한 U X ∈ C 되도록 Σ는 X | U x | 2 =
표준으로 첫 번째 큐 비트를 측정하는 경우 그리고| ψ0⟩=| φ0⟩ /
이 조건부 확률 분포의 개념을 광범위하게 유사하다 : 당신이 생각할 수 시스템 상태는 첫 번째 큐 비트에서 조절 된 | 0 ⟩ 및 | ψ 1 on 시스템의 상태는 첫 번째 큐 비트에서 조절 된 | 1 ⟩ (물론 제외하고는 이야기는 조금 더 최초의 큐 비트가 "몰래"상태 중 하나에 있지 않은 사실의 계정에 복잡한 것을 0 또는 1 ).
위의 내용은 첫 번째 큐 비트 측정에 크게 의존하지 않습니다. 및 | φ 1 ⟩ 비트 스트링에서의 특정 비트의 고정 점에서 X를 하나에 0 또는 1 , 위에 선택 하나와 일치하는 구성 요소 만 합산 0 또는 1 위로서, 진행한다.
Emily가 지적한 것처럼 위의 내용은 표준 기준으로 측정하는 데 크게 의존하지 않습니다. 우리가 기준으로 첫 번째 큐빗 측정을 고려하고 싶다면 , 어디 | α ⟩ = α 0 | 0 ⟩ + α (1) | 1 ⟩ 및 | β ⟩ = β 0 | 0 ⟩ + β 1 | 1 ,, 우리는 | φ 0 ⟩ 다음, 상기와 같이 진행.
다른 답변보다 공식적으로 언급되지는 않았지만 초보자에게는 이 비디오 에서 Vazirani 교수가 설명한 직관적 인 방법 이 좋습니다.
일반적인 2 qbit 상태가 있다고 가정하십시오.
이제 (같이 하나에 축소 당신이 계산 기준에서 가장 중요한 (왼쪽) qbit을 측정한다고 가정 또는 | 1 ⟩ ). 다음과 같은 두 가지 질문이 있습니다.
첫 번째 질문의 직관적 인 대답은 다음과 같습니다. 붕괴 확률을 찾으려는 값과 관련된 모든 진폭의 제곱의 합을 취하십시오. 따라서 측정 된 qbit 붕괴 가능성을 알고 싶다면 케이스와 관련된 진폭을 볼 수 있습니다. | 00 ⟩ 및 | 01 ⟩ , 사람들은 측정 qbit 인 경우이기 때문에 | 0 ⟩ . 그러므로:
마찬가지로 케이스와 관련된 진폭을 본다 | 10 ⟩ 및 | 11 ⟩ , 그래서 :
측정 후 2-qbit 시스템의 상태는 사용자가 얻은 대답과 일치하지 않는 중첩의 모든 구성 요소를 제거하는 것입니다. 따라서 측정 한 경우 후, 측정 후의 상태이다 :
그러나이 상태는 정규화되지 않습니다. 제곱의 합은 1이되지 않으므로 정규화해야합니다.
정규화 :
가장 간단한 경우에, 다중 qbit 상태에서 하나의 qbit를 측정하는 동작을 계산하는 방법입니다!