Hvad er de to parametre, der bruges til at beskrive tilstanden af en qubit på Bloch-sfæren?
Inden for kvanteinformation er Bloch-sfæren et værdifuldt værktøj til at visualisere og beskrive tilstanden af en qubit, som er den grundlæggende enhed for kvanteinformation. Bloch-sfæren giver en geometrisk repræsentation af tilstanden af en qubit, hvilket giver os mulighed for at forstå og manipulere dens egenskaber.
For at beskrive tilstanden af en qubit på Bloch-sfæren bruger vi to parametre: azimutvinklen, ofte betegnet som phi (φ), og den polære vinkel, ofte betegnet som theta (θ). Disse to vinkler bestemmer tilsammen positionen af et punkt på overfladen af Bloch-sfæren, hvilket svarer til en specifik tilstand af qubit.
Den azimutale vinkel, phi (φ), repræsenterer rotationen omkring z-aksen af Bloch-sfæren. Den går fra 0 til 2π (eller 0 til 360 grader) og bestemmer fasen af qubit-tilstanden. Specifikt, når phi (φ) er 0, er qubit-tilstanden justeret med den positive z-akse, mens når phi (φ) er π (eller 180 grader), er qubit-tilstanden justeret med den negative z-akse. Mellemværdier af phi (φ) svarer til overlejringer af qubit-tilstanden mellem de to ekstreme akser.
Den polære vinkel, theta (θ), repræsenterer rotationen fra den positive z-akse til det ønskede punkt på Bloch-sfæren. Den går fra 0 til π (eller 0 til 180 grader) og bestemmer tilstandens hældning i forhold til z-aksen. Når theta (θ) er 0, er qubit-tilstanden justeret med den positive z-akse, mens når theta (θ) er π/2 (eller 90 grader), er qubit-tilstanden placeret på ækvator af Bloch-sfæren. Mellemværdier af theta (θ) svarer til tilstande, der hælder mellem polerne og ækvator.
Ved at variere værdierne af phi (φ) og theta (θ), kan vi beskrive alle mulige tilstande af en qubit på Bloch-sfæren. For eksempel, hvis vi sætter phi (φ) til π/4 (eller 45 grader) og theta (θ) til π/3 (eller 60 grader), ville vi beskrive en specifik tilstand af qubit. Denne tilstand kan repræsenteres som en vektor på Bloch-sfæren, hvor længden af vektoren angiver sandsynligheden for at måle qubit i den tilsvarende tilstand.
De to parametre, der bruges til at beskrive tilstanden af en qubit på Bloch-sfæren, er azimutvinklen, phi (φ), og den polære vinkel, theta (θ). Disse vinkler bestemmer positionen af et punkt på Bloch-sfæren, der repræsenterer en specifik tilstand af qubit. Det er vigtigt at forstå og manipulere disse parametre for at arbejde med qubits og kvanteinformation.
Andre seneste spørgsmål og svar vedr Bloch sfære:
- Hvad er Bloch-sfærens repræsentation af en qubit?
- Hvordan er nul- og XNUMX-tilstandene repræsenteret på Bloch-sfæren, og hvorfor bliver de antipodale tilstande?
- Hvad er betydningen af den positive z-akse på Bloch-sfæren, og hvordan er den relateret til nultilstanden af en qubit?
- Hvordan tillader Bloch-sfærerepræsentationen os at visualisere tilstanden af en qubit i tredimensionelt rum?
- Hvordan er tilstanden af en qubit repræsenteret ved brug af Bloch-sfærerepræsentationen?