2026年9月18日金曜日

純粋量子状態をアナログ時計(長針+短針)に写像

 量子コンピューティングに取り組むの最初の段階で、ブロッホ球が出てきます。その球面上の点は、量子ビットの純粋量子状態に対応します。それは、(θ, φ)という2組の角度で表現できます。ですから、それを長針と短針を持つ通常のアナログ時計の時間に対応させることができます。θを長針、φを短針に対応させると以下のような図になります。


 これにさらに秒針を加えるたいと考える人もいるでしょう。その場合は、量子ビットを表すもう一つの変数として、球の中心から伸びる直線の長さr (0<r<1)を採用することになるでしょう。しかし、このようなブロッホ球の内部(表面ではなく)の点は、通常の純粋な量子状態ではなく、「混合状態」に対応します。そのため、美しさの観点からも好ましいとは思えません。

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