Возвращение кубитов в исходное состояние по уникальной формуле. Квантовое путешествие

Шаг 3: Применение операции Y

После применения операции Y на кубиты A и B, состояния кубитов изменяются следующим образом:

Кубит A: (|1?+e^ (i?/3+?/4) |0?) /?2

Кубит B: (|1?+e^ (i?/3-?/6) |0?) /?2

Кубит C: (|1?+e^ (i?/3) |0?) /?2

Здесь, кубит A находится в состоянии суммы |1? и e^ (i?/3+?/4) |0? с равными вероятностями.

Кубит B находится в состоянии суммы |1? и e^ (i?/3-?/6) |0? с равными вероятностями.

Кубит C остается в состоянии (|1?+e^ (i?/3) |0?) /?2.

Шаги 4 и 5: Перестановка кубитов и повторение операции Y

Шаги 4 и 5 повторяются два раза, и состояния кубитов после каждого повторения будут аналогичными состояниям после первого применения операции Y.

Шаг 7: Применение операции X

На каждый кубит A, B и C применяется операция X на 60 градусов против часовой стрелки. Это вращение отображает состояния кубитов обратно в исходные состояния |1?.

Шаг 8: Возвращение к исходному состоянию

После всех примененных операций, кубиты A, B и C возвращаются в исходное состояние |000?.

Интерпретация состояний кубитов после каждого шага помогает нам понять, как формула изменяет и манипулирует состояниями кубитов, включая суперпозиции и корреляции. Этот процесс является важным в реализации квантовых вычислений и демонстрирует использование операций вращения X и Y для эффективного управления кубитами.

Анализ и объяснение операции X

Разбор вращения X на 60 градусов по часовой стрелке

Вращение X на 60 градусов по часовой стрелке описывается с помощью матрицы Паули X:

X = [[0, 1],

[1, 0]]

Чтобы разобрать это вращение, давайте рассмотрим его влияние на базовые состояния кубита |0? и |1?:

1.

Применяя матрицу X к базовому состоянию |0?, получаем:

X|0? = [[0, 1],

[1, 0]] * [[1],

[0]] = [[0],

[1]] = |1?

Вращение X на 60 градусов превращает базовое состояние |0? в базовое состояние |1?.

2. Вращение базового состояния |1?:

Применяя матрицу X к базовому состоянию |1?, получаем:

X|1? = [[0, 1],

[1, 0]] * [[0],

[1]] = [[1],

[0]] = |0?

Вращение X на 60 градусов также превращает базовое состояние |1? в базовое состояние |0?.

Вращение X на 60 градусов по часовой стрелке меняет состояние кубита |0? на состояние |1?, а состояние кубита |1? на состояние |0?.