Hay muchas formas diferentes de ver qubits, y el formalismo vectorial de estado es solo una de ellas. En un sentido lineal-algebraico general, una medición es una proyección sobre una base. Aquí proporcionaré información con un ejemplo desde el punto de vista observable de Pauli, que es el modelo de circuito habitual de control de calidad.
En primer lugar, es interesante en qué base se proporciona el vector de estado: cada operador de medición viene con un conjunto de estados propios y cualquier medida que observe (por ejemplo , X,Y,Z,XX,XZ , etc.) determine la base que podría ser mejor para usted para escribir el vector de estado. La manera más fácil de responder a su pregunta es si sabe qué base le interesa y, lo que es más importante, si conmuta con la medición que acaba de hacer .
Entonces, por simplicidad, digamos que comienzas con dos qubits acoplados en un estado arbitrario escrito en la base Z para ambos qubits:
|ψ⟩=a|0Z⟩⊗|0Z⟩+b|0Z⟩⊗|1Z⟩+c|1Z⟩⊗|0Z⟩+d|1Z⟩⊗|1Z⟩
Las medidas más simples posibles que podría hacer serían , que es el operador Z en el primer qubit, seguido de Z 2 , el operador Z en el segundo qubit. ¿Qué hace la medición? Proyecta el estado en uno de los estados propios. Puede pensar en esto como eliminar todas las respuestas posibles que sean inconsistentes con la que acabamos de medir. Por ejemplo, digamos que medimos Z 1 y obtenemos el resultado 1 , entonces el estado resultante que tendríamos sería:Z1ZZ2ZZ11
|ψ⟩=1|c|2+|d|2−−−−−−−−√(c|1Z⟩⊗|0Z⟩+d|1Z⟩⊗|1Z⟩)
Tenga en cuenta que el coeficiente en el frente es solo para la renormalización. Entonces nuestra probabilidad de medir es 1Z2=0. Tenga en cuenta que esto es diferente de la probabilidad que teníamos en el estado inicial, que era| a| 2+1|c|2+|d|2|c2||a|2+|c|2.
Suppose the next measurement you make does not commute with the previous one, however. This is trickier because you have to implement a change of basis on the state vector in order to understand the probabilities. With Pauli measurements, though, it tends to be easy since the eigenbases relate in a nice way, that is:
|0Z⟩=12–√(|0X⟩+|1X⟩)
|1Z⟩=12–√(|0X⟩−|1X⟩)
A good way to check your understanding: What is the probability of measuring X=+1 after the Z1=1 measurement above? What is the probability if we have not made the Z1 measurement? Then a more complicated question is to look at product operators that act on both qubits at once, for instance, how does a measurement of Z1Z2=+1 affect the initial state? Here Z1Z2 measures the product of the two operators.