Kuantum bilgi işleme alanında, kuantum bilgisinin temel birimleri olan kübitlerin davranışı, süperpozisyon ve dolaşma ilkelerine göre yönetilir. İki kübit birbirine karıştığında, aralarındaki mesafe ne olursa olsun, bir kübitin durumu diğerinin durumuna bağlı hale gelir. Bu olgu, klasik muadillerinden daha iyi performans gösteren güçlü kuantum algoritmalarının ve protokollerinin oluşturulmasına olanak tanır.
İki kübitlik bir sistemde, ilk kübitin ölçülmesi aslında durumunu belirli bir değere düşürebilir ve başlangıçta içinde bulunduğu süperpozisyon bozulabilir. Ancak, ölçüm gerçekleştirilmezse iki kübitten oluşan genel sistem hala kuantum süperpozisyonda kalabilir ikinci kübitte. Bunun nedeni, kübitlerin dolanık doğasından kaynaklanmaktadır; burada bir kübitin ölçüm sonucu, diğer kübitin durumunu doğrudan çökertmeden diğer kübit hakkında bilgi sağlar.
Bu kavramı açıklamak için Bell durumundaki iki kübitlik bir sistemi düşünün:
[ frac{1}{sqrt{2}}(|00rangle + |11rangle) ]İlk kübiti ölçüp '0' sonucunu elde edersek tüm sistemin durumu şu şekilde çöker:
[ |00açı ]Bununla birlikte, sistemin genel durumu temel durumların doğrusal bir kombinasyonu olduğundan, ikinci kübit hala durumların süperpozisyonundadır. Bu nedenle, iki kübitlik sistem, diğer kübit üzerinde ölçüm yapılmadığı sürece, kübitlerden biri ölçüldükten sonra bile kuantum süperpozisyonunda kalabilir.
Bu özellik kuantum bilgi işlemede çok önemlidir, çünkü dolaşmalarını ve süperpozisyonlarını korurken kübitleri manipüle eden iki kübitli kapıların uygulanmasına izin verir. CNOT geçidi veya kontrollü faz geçidi gibi iki kübitli geçitler, doğası gereği temelde kuantum olan işlemleri gerçekleştirmek için bu dolaşıklıktan yararlanır ve Shor'un algoritması veya Grover'ın arama algoritması gibi kuantum algoritmalarının yürütülmesini sağlar.
İki kübitlik bir sistemde bir kübitin ölçülmesi, o kübitin durumunu çökertebilir ancak diğer kübit ölçülmeden kalırsa tüm sistemin mutlaka çökmesi anlamına gelmez. Kuantum süperpozisyonunun bu şekilde korunması, kuantum bilgi işlemede önemli bir özelliktir ve kuantum algoritmaları ve protokollerinin tasarımında kullanılır.
ile ilgili diğer yeni sorular ve cevaplar EITC/QI/QIF Kuantum Bilgi Temelleri:
- Kuantum olumsuzlama kapısı (kuantum NOT veya Pauli-X kapısı) nasıl çalışır?
- Hadamard kapısı neden kendi kendine tersine çevrilebilir?
- Bell durumunun 1. kübitini belirli bir bazda ölçerseniz ve ardından 2. kübiti belirli bir teta açısıyla döndürülmüş bir bazda ölçerseniz, karşılık gelen vektöre projeksiyon elde etme olasılığınız sinüs tetanın karesine eşit olur mu?
- Rastgele bir kübit süperpozisyonunun durumunu tanımlamak için kaç bitlik klasik bilgi gerekli olacaktır?
- 3 kübitlik uzayın kaç boyutu vardır?
- Bir kübitin ölçümü onun kuantum süperpozisyonunu yok edecek mi?
- Kuantum kapılarının, klasik kapılara benzer şekilde, çıktılardan daha fazla girdisi olabilir mi?
- Evrensel kuantum kapıları ailesi CNOT kapısını ve Hadamard kapısını içeriyor mu?
- Çift yarık deneyi nedir?
- Polarizasyon filtresini döndürmek, foton polarizasyon ölçüm esasını değiştirmeye eşdeğer midir?
EITC/QI/QIF Quantum Information Fundamentals'da daha fazla soru ve yanıt görüntüleyin