Ich lese ein Buch über Quantencomputing. Es ist ein sehr nicht-technisches Buch, und ich brauche keine sehr technische Erklärung. Ich sehe immer wieder die Worte Quantentor auftauchen und frage mich, ob das dasselbe ist, wie ein Observable zu nehmen? Oder verwechsle ich zwei Konzepte der Physik?
Physikalisch repräsentiert ein Quantengatter den Vorgang, etwas auf reversible Weise mit einem Quantenzustand zu tun. Reversibel bedeutet hier, dass es dabei zu keinem Informationsverlust kommt und es somit prinzipiell immer möglich ist, durch ein anderes (meist anderes) Tor wieder in den Ausgangszustand zu kommen.
Mathematisch gesehen ist ein Quantengatter einfach ein einheitlicher Operator , der auf einen Zustand angewendet einen anderen Zustand erzeugt.
Eine Messung unterscheidet sich stark davon, da die Messung eines Zustands ihn auf eine bestimmte klassische Ausgabe reduziert, und dieser Prozess ist eindeutig nicht umkehrbar.
Eine Observable ist eine Möglichkeit, eine messbare Größe darzustellen. Die Observable repräsentiert die Menge möglicher Ergebnisse der Messung dieser Größe. Die Observablen zusammen mit dem Zustand geben Ihnen die Wahrscheinlichkeit für jedes der möglichen Messergebnisse.
Ein Quantengatter stellt eine Möglichkeit dar, ein Quantensystem zu verändern. Wenn ein Qubit einen Wert von 0 hat und Sie ein Quanten-Nicht-Gate darauf anwenden, hat es einen Wert von 1, nachdem das Gate angewendet wurde.
Ein Gate ist also kein Observable, da ein Gate eine Möglichkeit darstellt, den Zustand eines Systems zu ändern, keine messbare Größe.
Nur um einen sehr prägnanten Ausgangspunkt mit den Schlüsselkonzepten zu geben.
Sowohl Tor als auch Messung ändern den Quantenzustand, um auf einer (linear-algebraischen) Basis vorhersagbar zu sein.
Grundsätzlich ist ein Gate eine Basisänderung und von Natur aus reversibel.
Bei einer Messung kommt es zu einem Überlagerungskollaps, bei dem das Teilchen derjenige ist, der diese Basis (aus zwei entgegengesetzten) auswählt, und wir bekommen diese Wahl. Dies ist ein zufälliges Ereignis, Sie können es nicht vorhersagen, und es ist im rechnerischen Sinne nicht umkehrbar. Sie können (End-)Messungen als Zufallsstichprobe aus einer Wahrscheinlichkeitsverteilung interpretieren.
Stellen Sie sich als einfaches Beispiel zwei polarisierte Platten vor. Hält man sie im gleichen Winkel hintereinander, macht der zweite Filter nichts. Aber wenn Sie es drehen, absorbiert es mehr Licht. In diesem Fall kann die erste Platte als Eingang, die zweite Platte als Messung und die Drehung selbst als Tor interpretiert werden.
Multi-Qubit-Gates interpretieren ihre Komponenten in einem höherdimensionalen einheitlichen Raum und können Dinge zu einem verschränkten Zustand vermischen.
Der Umweltschützer
glS
Der Umweltschützer