Квантовая оптимизация глубокого обучения. Исследование новых горизонтов

скачать книгу бесплатно


Измерения кубитов являются фундаментальными операциями в квантовой информации и квантовых вычислениях. Результаты измерений используются для извлечения информации из состояний кубитов и принятия решений на основе полученных результатов.

4. Нормировка:

Нормировка состояния кубита гарантирует, что вероятность найти кубит в каком-либо состоянии будет равна 1. Сумма квадратов амплитуд состояний кубита должна быть равна 1, чтобы удовлетворить закону сохранения вероятности.

Для состояния кубита в суперпозиции |?? = ?|0? + ?|1?, где ? и ? – амплитуды состояний 0 и 1 соответственно, верно, что:

|?|^2 + |?|^2 = 1

Это выражение гарантирует, что вероятность нахождения кубита в состоянии 0, определяемая амплитудой ?, плюс вероятность нахождения в состоянии 1, определяемая амплитудой ?, равна единице.

Нормировка состояния кубита является важным свойством, которое уважает вероятностную природу квантовой механики. Она обеспечивает, что вероятность нахождения кубита в каком-либо из базисных состояний будет корректно определена и соблюдает законы вероятности.

Кубиты играют основополагающую роль в квантовой информации и квантовых вычислениях. Их свойства, включая суперпозицию и запутанность, открывают новые возможности для решения сложных задач, таких как оптимизация и факторизация, которые являются сложными для классических вычислительных систем.

Операции над кубитами и принципы их квантового вычисления

Операции над кубитами и принципы их квантового вычисления играют ключевую роль в области квантовой информации и квантовых вычислений.

Описаны основные принципы и операции:

1. Принцип суперпозиции:

Принцип суперпозиции в квантовой механике означает, что кубиты могут находиться в состоянии суперпозиции, где одновременно представляют комбинацию базисных состояний 0 и 1 с определенными амплитудами.

Конкретное состояние кубита можно представить как комбинацию состояний 0 и 1 с соответствующими амплитудами. Например, можно записать состояние кубита как:

|?? = ?|0? + ?|1?

Здесь ? и ? – комплексные амплитуды, отражающие вероятности нахождения кубита в состояниях 0 и 1 соответственно.

Важно отметить, что когда кубит находится в состоянии суперпозиции, он находится в обоих состояниях 0 и 1 одновременно с указанными амплитудами. Это позволяет кубитам выполнять параллельные вычисления и обрабатывать информацию с большей эффективностью по сравнению с классическими битами, которые могут находиться только в одном состоянии – 0 или 1.