Dalam bidang pemprosesan maklumat kuantum, tingkah laku qubit, unit asas maklumat kuantum, dikawal oleh prinsip superposisi dan keterjeratan. Apabila dua qubit terikat, keadaan satu qubit menjadi bergantung kepada keadaan qubit yang lain, tanpa mengira jarak yang memisahkannya. Fenomena ini membolehkan penciptaan algoritma dan protokol kuantum yang berkuasa yang mengatasi prestasi klasik mereka.
Dalam sistem dua qubit, mengukur qubit pertama sememangnya boleh meruntuhkan keadaannya kepada nilai yang pasti, memecahkan superposisi ia pada mulanya. Walau bagaimanapun, keseluruhan sistem dua qubit masih boleh kekal dalam superposisi kuantum jika pengukuran tidak dilakukan pada qubit kedua. Ini disebabkan oleh sifat terjerat qubit, di mana hasil pengukuran satu qubit memberikan maklumat tentang qubit yang lain tanpa secara langsung meruntuhkan keadaannya.
Untuk menggambarkan konsep ini, pertimbangkan sistem dua qubit dalam keadaan Bell:
[ frac{1}{sqrt{2}}(|00rangle + |11rangle) ]Jika kita mengukur qubit pertama dan memperoleh hasil '0', keadaan keseluruhan sistem runtuh kepada:
[ |00rangle ]Walau bagaimanapun, qubit kedua masih dalam superposisi keadaan, kerana keadaan keseluruhan sistem adalah gabungan linear keadaan asas. Oleh itu, sistem dua qubit sememangnya boleh kekal dalam superposisi kuantum walaupun selepas mengukur salah satu qubit, selagi pengukuran tidak dilakukan pada qubit yang lain.
Sifat ini penting dalam pemprosesan maklumat kuantum, kerana ia membenarkan pelaksanaan gerbang dua qubit yang memanipulasi qubit sambil mengekalkan kekusutan dan superposisinya. Gerbang dua qubit, seperti get CNOT atau get fasa terkawal, memanfaatkan jalinan ini untuk melaksanakan operasi yang pada asasnya bersifat kuantum dan membolehkan pelaksanaan algoritma kuantum seperti algoritma Shor atau algoritma carian Grover.
Mengukur satu qubit dalam sistem dua qubit boleh meruntuhkan keadaan qubit itu tetapi tidak semestinya meruntuhkan keseluruhan sistem jika qubit yang lain kekal tidak diukur. Pemeliharaan superposisi kuantum ini merupakan ciri utama dalam pemprosesan maklumat kuantum dan dimanfaatkan dalam reka bentuk algoritma dan protokol kuantum.
Soalan dan jawapan terbaru lain mengenai Asas Maklumat Kuantum EITC/QI/QIF:
- Bagaimana get kuantum negasi (kuantum NOT atau get Pauli-X) beroperasi?
- Mengapa gerbang Hadamard boleh diterbalikkan sendiri?
- Jika mengukur qubit pertama keadaan Bell dalam asas tertentu dan kemudian mengukur qubit ke-1 dalam asas yang diputar oleh sudut tertentu theta, kebarangkalian bahawa anda akan memperoleh unjuran kepada vektor yang sepadan adalah sama dengan kuasa dua sinus theta?
- Berapa banyak bit maklumat klasik yang diperlukan untuk menerangkan keadaan superposisi qubit sewenang-wenangnya?
- Berapa banyak dimensi mempunyai ruang 3 qubit?
- Adakah ukuran qubit memusnahkan superposisi kuantumnya?
- Bolehkah gerbang kuantum mempunyai lebih banyak input daripada output sama seperti get klasik?
- Adakah keluarga universal gerbang kuantum termasuk gerbang CNOT dan gerbang Hadamard?
- Apakah eksperimen celah dua?
- Adakah memutarkan penapis polarisasi bersamaan dengan menukar asas pengukuran polarisasi foton?
Lihat lebih banyak soalan dan jawapan dalam Asas Maklumat Kuantum EITC/QI/QIF