我們的第一台量子計算機(三)

我們的第一台量子計算機(三)

了解了泡利對量子的邏輯運算後,來點實際操作把。

先來看看泡利Y的模擬

我們在Q1上放上Y,再來一個測量的模塊,看看Y的激發如何

右側可以選擇模擬運行,和實際運行,我們這裡選擇一個實際運行Run,接下來為了不浪費資源,IBM給出兩個選項一個是已經cached的結果,一個是新的執行。

可以看到使用已存在的緩存是不會使用units計算。

選擇New Execution 我們會得到一個提示,大意就是你目前的操作需要排隊執行。為了看到結果,從cache中選擇一個結果展現,可以看到布洛赫球表示的量子狀態,在相反狀態上(0,1)表示,偏向於1,也就是觀測狀態約等於1。

量子態的實際測量值,如果我們選用模擬運行選項,這裡1這個狀態值一般都為1而不是一個表示概率值的小數。

那麼如果再添加一個泡利Z運算呢?

我們來看看這一個實驗:

這裡我們故意在q3上放一個z運算,並在兩個時間點後測量該值。

點右側箭頭可以展開代碼:

z q[3]

measure q[3]

就是我們加入的代碼表示,由於測量的目標沒有cache,為節約資源我們使用模擬運行,得到結果。

首先還是球(布洛赫球能直觀的表示量子狀態):

這個球有不同了除了在xy軸(上下)外,我們多了一個z,現在這個球是立體的球體。因為我們的量子態有四種,要表示4種狀態,須用到3維坐標系統。圖中黃色部分就是我們的z表示。

我們在01態中觀察到泡利Y運算,因為只有兩個量子態q0,q1。本次實驗,我們將泡利Z運算加入到q3上,這樣就超過兩個量子態,需要用4個量子態表示,看下面的表格,在10態上為1

。回憶下泡利Z運算的概念: 這個門保留基本狀態 |0>不變,並且將 |1>換成 |-1>。

如果將q3的Z運算換成Y運算呢?

如果再多的量子態如何表示?

我們在q4上再增加一個Z運算,並測量:

再次贊一下偉大的布洛赫球!因為是球體,讓表示量子的任意多狀態成為可能!

請自己試試吧:quantumexperience.ng.bluemix.net

下一節我們關注量子疊加態,敬請期待!


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