Что такое Multi Qubit Systems?

Предпосылка: представление Кубита

Многокубитовая система - это совокупность нескольких кубитов, рассматриваемых как единая система. В классических вычислениях система из N битов может находиться в 2 ^N состояниях. Например, для 2-битной системы существует 4 возможных состояния 00, 01, 10 и 11. В квантовой системе из N кубитов существует 2 ^N базовых состояний, и кубит может находиться в любом из этих состояний или даже в любом из этих состояний. их суперпозиция. Произвольный N кубит можно представить следующим образом:

Вычислительные базовые состояния

Это векторы, которые образуют ортонормированный вычислительный базис для многокубитовых систем. Они формируются путем выполнения внешнего произведения или тензорного произведения отдельных базисных состояний. Для 2-кубитной системы расчетная основа:

Разделимые и неотделимые состояния

Системы с несколькими кубитами, в которых могут быть найдены возможные состояния отдельных кубитов, являются сепарабельными состояниями, а которые не могут быть найдены, называются неотделимыми состояниями или запутанными состояниями .

Когда частицы запутываются, они образуют единую систему, так что квантовое состояние любой одной частицы не может быть описано независимо от квантового состояния других частиц. Это означает, что любая операция или процесс, который вы применяете к одной частице, коррелируют и с другими частицами.

Для данного состояния многокубитовой системы, т. Е. С учетом произведений ac, ad, bc , и бд ; Если возможное решение для a, b, c и d может быть найдено, то система находится в сепарабельном состоянии, в противном случае - в неотделимом или запутанном состоянии.

Обозначение Дирака

Базисные состояния выражаются как тензорное произведение состояний | 0> и | 1>. Сокращенное обозначение вычислительной основы для 2-кубитной системы дается следующим образом:

Порядок байтов

Это относится к порядку битов, используемых для представления двоичных чисел.

Целое число Кет | 0> | 1> | 2> | 3>

Нотация с прямым порядком байтов | 00> | 01> | 10> | 11>

Мало-порядковая запись | 00> | 10> | 01> | 11>

Вниманию читателя! Не прекращайте учиться сейчас. Ознакомьтесь со всеми важными концепциями теории CS для собеседований по SDE с помощью курса теории CS по доступной для студентов цене и будьте готовы к отрасли.