¿Es qsphere un término real que representa 5 qubits?


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Soy un principiante total, la publicación de blog de stackoverflow destacada me trajo aquí, así que comencé a estudiar.

Al ver este video de YouTube ( Guía para principiantes de la computación cuántica (3:58 ), vi esta diapositiva donde habla sobre la superposición:

Superposición cuántica

Al principio pensé que, además de qubits, que pueden estar en una superposición de 0s y 1s, también hay una qsphere, que puede estar en una superposición de 5 ceros y 5 unos, cuando en realidad son solo 5 qubits.

Entonces, cuando decimos qsphere, ¿se sabe que son 5 qubits?

Respuestas:


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La qsphere es una forma de representar estados de múltiples qubits. Por lo tanto, podría usarse para estados de 5 qubits, pero también podría usarse para cualquier otro número.

También podría usarse para un solo qubit. Pero en este caso es importante tener en cuenta que la qsphere de un solo qubit no es lo mismo que la esfera de Bloch , que es nuestra forma estándar de representar estados de un solo qubit.

En cambio, la qsphere es esencialmente una versión visualmente más atractiva de un histograma. Fue introducido por IBM como una visualización para la Experiencia Cuántica, pero ya no parece ser usado tanto por ellos.

|0,|1

{'0000':0.5, '0101':0.25, '0011:'0.125, '0111':0.125}

00000.5

En la qsphere, esto estaría representado por cuatro puntos: uno para cada una de estas probabilidades distintas de cero. La latitud de los puntos depende del número de 0s y 1S en la cadena de bits. Nuestro resultado que tiene todo 0s estaría en el polo norte. El nuestro 0111, en su mayoría 1s, estaría cerca del polo sur. Los dos resultados 0101y los 0011que tenemos en nuestro ejemplo estarían en el ecuador.

0.1250.50.25

Hasta ahora, hemos representado todos los aspectos del histograma, pero no hemos incluido ninguna información de fase que el estado también pueda tener. Esto se puede codificar usando el color de los puntos. La esfera tiene toda la información sobre el estado de múltiples qubits.

Para ver por qué no es la mejor visualización que existe, imagine realizar una puerta Hadamard. Esto transforma la información de latitud y longitud en color, y viceversa. A pesar de ser una puerta simple, tendría un efecto muy complejo.

Pero, de nuevo, ¿qué visualización de muchos qubits no tiene sus debilidades? Si fuera fácil visualizarlos, sería fácil simularlos. Y entonces no tendríamos necesidad de construir computadoras cuánticas.


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¿Es qsphere un término real que representa 5 qubits?

Si es así, no se usa ampliamente.

Reclamo esto porque busqué en arXiv , un repositorio de preimpresiones electrónicas de artículos de investigación, y no encontré nada. Sin embargo, hay muchas otras unidades de información cuántica que solo qubit. Todo lo siguiente aparece al menos ocasionalmente en la literatura relevante.

  • Qubit tiene una base computacional de dos estados y puede implementarse mediante un sistema cuántico de dos niveles.

  • Qutrit tiene una base computacional de tres estados.

  • Ququart es un término (raro) usado por algunos, y tiene una base de cuatro.
  • dd
  • Qumode es nuevamente un término un poco menos utilizado en la computación cuántica de variable continua, donde ahora, hablando informalmente, la base tiene infinitos elementos.
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