У галіне квантавай механікі канцэпцыя вымярэння квантавай сістэмы ў адвольным артанармаваным базісе з'яўляецца фундаментальным аспектам, які ляжыць у аснове разумення ўласцівасцей квантавай інфармацыі. Каб звярнуцца да пытання непасрэдна, так, квантавую сістэму сапраўды можна вымераць у адвольным артанармаваным аснове. Гэтая здольнасць з'яўляецца краевугольным каменем квантавай механікі і адыгрывае вырашальную ролю ў аналізе квантавай інфармацыі і маніпуляцыі з ёй.
У квантавай механіцы квантавая сістэма апісваецца вектарам стану, які змяняецца з цягам часу ў адпаведнасці з ураўненнем Шродзінгера. Стан квантавай сістэмы можа быць прадстаўлены ў канкрэтнай базе, такой як вылічальная база ў выпадку кубітаў. Аднак гэта не адзіная аснова, на якой можна вымераць сістэму. Артанармаваны базіс - гэта набор вектараў, узаемна артаганальных і нармалізаваных, якія забяспечваюць поўнае апісанне квантавай прасторы станаў.
Калі квантавая сістэма вымяраецца ў адвольным артанармаваным базісе, вынік вымярэння з'яўляецца імавернасным у адпаведнасці з прынцыпамі квантавай механікі. Верагоднасці атрымання розных вынікаў вымярэнняў вызначаюцца скалярным здабыткам вектара стану на базісныя вектары. Гэты працэс заключаны ў правіла Борна, якое забяспечвае матэматычную аснову для разліку верагоднасці вынікаў вымярэнняў у квантавых сістэмах.
Адной з ключавых уласцівасцей квантавых вымярэнняў у адвольным артанармаваным базісе з'яўляецца тое, што іх можна выкарыстоўваць для атрымання інфармацыі аб розных аспектах квантавай сістэмы. Выбраўшы адпаведную аснову для вымярэння, можна атрымаць уяўленне аб канкрэтных назіраемых паказчыках або ўласцівасцях сістэмы. Напрыклад, вымярэнне кубіта ў базе Адамара дазваляе вызначыць стан суперпазіцыі, у той час як вымярэнне ў вылічальнай базе паказвае класічную інфармацыю, закадаваную ў кубіце.
Больш за тое, магчымасць выконваць вымярэнні ў адвольных артанармаваных базах важная для задач квантавай апрацоўкі інфармацыі, такіх як квантавыя алгарытмы і квантавая карэкцыя памылак. Маніпулюючы асновай, у якой выконваюцца вымярэнні, квантавыя алгарытмы могуць выкарыстоўваць эфекты інтэрферэнцыі для дасягнення паскарэння вылічэнняў, як прадэманстравана такімі алгарытмамі, як алгарытм Шора для разкладання на цэлыя лікі і алгарытм Гровера для неструктураванага пошуку.
У кантэксце квантавай карэкцыі памылак вымярэнне квантавай сістэмы ў адпаведнай аснове мае вырашальнае значэнне для выяўлення і выпраўлення памылак, якія могуць узнікнуць з-за дэкагерэнцыі і шуму. Коды квантавай карэкцыі памылак абапіраюцца на аператары стабілізатара вымярэнняў у пэўных базах для выяўлення памылак і прымянення карэкціруючых аперацый, тым самым захоўваючы цэласнасць квантавай інфармацыі ад шуму і недахопаў.
Магчымасць вымярэння квантавай сістэмы ў адвольным артанармаваным базісе з'яўляецца фундаментальнай асаблівасцю квантавай механікі, якая ляжыць у аснове багатай структуры квантавых уласцівасцей інфармацыі. Выкарыстоўваючы гэтую магчымасць, даследчыкі і практыкі могуць даследаваць складаную прыроду квантавых сістэм, распрацоўваць новыя квантавыя алгарытмы і ўкараняць надзейныя схемы выпраўлення памылак для развіцця квантавай інфарматыкі.
Іншыя апошнія пытанні і адказы адносна Асновы квантавай інфармацыі EITC/QI/QIF:
- Як працуе квантавы варот адмаўлення (квантавы НЕ або вароты Pauli-X)?
- Чаму вароты Адамара самазваротныя?
- Калі вымераць 1-ы кубіт стану Бэла ў пэўным базисе, а затым вымераць 2-і кубіт у базисе, павернутым на пэўны вугал тэта, імавернасць таго, што вы атрымаеце праекцыю на адпаведны вектар, роўная квадрату сінуса тэта?
- Колькі біт класічнай інфармацыі спатрэбіцца для апісання стану адвольнай суперпазіцыі кубітаў?
- Колькі вымярэнняў мае прастора ў 3 кубіты?
- Ці разбурыць вымярэнне кубіта яго квантавую суперпазіцыю?
- Ці могуць квантавыя вароты мець больш уваходаў, чым выхадаў, як і класічныя вароты?
- Ці ўключае ўніверсальнае сямейства квантавых варот CNOT і Адамара?
- Што такое эксперымент з падвойнай шчылінай?
- Ці эквівалентна кручэнне палярызацыйнага фільтра змене асновы вымярэння палярызацыі фатонаў?
Глядзіце больш пытанняў і адказаў у EITC/QI/QIF Quantum Information Fundamentals