কোয়েট এবং কোয়ান্টামের মধ্যে পার্থক্য কী?

Question

সাধারণভাবে, একটি কুইবিট গাণিতিকভাবে ফর্মের কোয়ান্টাম রাষ্ট্র হিসাবে উপস্থাপিত হয় $\lvert \psi\rangle = \alpha \lvert 0\rangle + \beta \lvert 1\rangle$, ভিত্তি ব্যবহার । আমার কাছে মনে হয় একটি কোয়েট বলতে কোয়ান্টাম কম্পিউটার এবং তথ্য ব্যবস্থায় একটি সিস্টেমের কোয়ান্টাম রাষ্ট্র (অর্থাত্ কোনও ভেক্টর) বোঝাতে ব্যবহৃত হয়।$\{ \lvert 0\rangle, \lvert 1\rangle \}$

কিউবিট এবং কোয়ান্টাম রাষ্ট্রের মধ্যে কোনও মৌলিক পার্থক্য রয়েছে? কোয়ান্টামের তুলনায় কোয়ান্টামের চেয়ে বেশি কী এটি প্রতিনিধিত্ব করে?

Answer 1

এখানে আলাদা করার জন্য কয়েকটি জিনিস রয়েছে, যা বিশেষজ্ঞরা প্রায়শই মীমাংসা করে থাকেন কারণ আমরা এই শর্তাদি নূতনদের কাছে সবচেয়ে স্বচ্ছ হতে পারে তার চেয়ে স্বীকৃতি জানাতে দ্রুত এবং অনানুষ্ঠানিকভাবে ব্যবহার করছি।

1. একটি "qubit" একটি ছোট সিস্টেম, যা উল্লেখ করতে পারেন হয়েছে কোয়ান্টাম যান্ত্রিক রাষ্ট্র।

   কোয়ান্টাম মেকানিকাল সিস্টেমের রাজ্যগুলি একটি ভেক্টর স্পেস গঠন করে। এই রাষ্ট্রগুলির বেশিরভাগই কেবল অপূর্ণতা থেকে একে অপরের থেকে আলাদা হতে পারে, আপনি অন্য যে কোনও রাষ্ট্রকে আলাদা করে দেখার চেষ্টা করুক না কেন, অন্যটির জন্য একটি রাষ্ট্রকে ভুল করার সুযোগ রয়েছে। এরপরে কেউ এক সেট রাষ্ট্রের প্রশ্ন জিজ্ঞাসা করতে পারে, তারা সবাই একে অপরের থেকে একেবারে পৃথক হয়ে যায় কিনা।

   একটি "কোয়েট" কোয়ান্টাম মেকানিকাল সিস্টেমের একটি উদাহরণ, যার জন্য পুরোপুরি স্বতন্ত্রতম রাষ্ট্রগুলির মধ্যে দুটি হল দুটি। (পুরোপুরি আলাদা করার মতো রাজ্যের অনেকগুলি সেট রয়েছে; তবে এই জাতীয় প্রতিটি সেটে কেবল দুটি উপাদান থাকে)) এগুলি হতে পারে

   • একটি ফোটনের মেরুকরণ ($\lvert \mathrm H \rangle$ বনাম $\lvert \mathrm V \rangle$, বা বনাম );$\lvert \circlearrowleft \rangle$$\lvert \circlearrowright \rangle$

   • বা একটি ইলেক্ট্রন স্পিন ( বনাম বনাম , বা বনাম বনাম );$\lvert \uparrow \rangle$$\lvert \downarrow \rangle$$\lvert \rightarrow \rangle$$\lvert \leftarrow \rangle$

   • অথবা দুটি শক্তির স্তর এবং একটি ইলেক্ট্রনের , যা অনেকগুলি বিভিন্ন শক্তির স্তর দখল করতে পারে তবে যা এমনভাবে নিয়ন্ত্রণ করা হচ্ছে যে ইলেক্ট্রন এই শক্তি স্তরের দ্বারা সংজ্ঞায়িত উপস্থানে থাকতে পারে যখন এটিতে অভিনয় করা হচ্ছে না।$\lvert E_1 \rangle$$\lvert E_2 \rangle$
     
     

   এই ব্যবস্থাগুলির মধ্যে সাধারণ বিষয় হল যে কেউ তাদের রাজ্যগুলিকে দুটি রাষ্ট্রের ক্ষেত্রে বর্ণনা করতে পারে, যাকে আমরা এবং হিসাবে চিহ্নিত করতে পারি এবং সিস্টেমের অন্যান্য রাজ্যগুলি বিবেচনা করি (যা ভেক্টর স্পেসে ভেক্টর রয়েছে) দ্বারা বিস্তৃত$\lvert 0 \rangle$$\lvert 1 \rangle$$\lvert 0 \rangle$ এবং$\lvert 1 \rangle$) ফর্ম গ্রহণ করে লিনিয়ার সংমিশ্রণ ব্যবহার করে $\alpha \lvert 0 \rangle + \beta \lvert 1 \rangle$, কোথায় $\lvert \alpha \rvert^2 + \lvert \beta \rvert^2 = 1$।

2. একটি "qubit" এছাড়াও কোয়ান্টাম যান্ত্রিক রাষ্ট্র পাঠাতে পারেন এর সাজানোর আমরা উপরে বর্ণিত থাকেন প্রকৃত সিস্টেম। যে, আমরা ফর্ম কিছু রাষ্ট্র কল করতে পারেন$\alpha \lvert 0 \rangle + \beta \lvert 1 \rangle$"একটি কোয়েট"। এই ক্ষেত্রে আমরা কোন শারীরিক ব্যবস্থা সেই রাষ্ট্রটি সংরক্ষণ করছে তা বিবেচনা করছি না; আমরা কেবল রাষ্ট্রের আকারে আগ্রহী।

3. "একটি ক্যুবিট" এমন পরিমাণের তথ্যেরও উল্লেখ করতে পারে যা কোনও রাষ্ট্রের সমতুল্য$\alpha \lvert 0 \rangle + \beta \lvert 1 \rangle$। উদাহরণস্বরূপ, আমরা যদি দুটি রাষ্ট্র জানি$\lvert \psi_0 \rangle$ এবং $\lvert \psi_1 \rangle$ কিছু জটিল কোয়ান্টাম সিস্টেমের, এবং আমাদের কিছু শারীরিক ব্যবস্থা রয়েছে যার অবস্থা $\lvert \Psi \rangle$ কিছু সুপারপজিশনে আছে $\alpha \lvert \psi_0 \rangle + \beta \lvert \psi_1 \rangle$তাহলে সিস্টেমটি কতটা জটিল বা কোনও একটি রাজ্য কিনা তা বিবেচ্য নয় $\lvert \psi_j \rangle$ যে কোনও বিভ্রান্তি রয়েছে: এর সম্ভাব্য মান দ্বারা প্রকাশিত তথ্যের পরিমাণ $\lvert \Psi \rangle$একটি কোয়েট, কারণ একটি চালাক পর্যাপ্ত শব্দহীন পদ্ধতির সাহায্যে আপনি বিপরীতভাবে সেই জটিল কোয়ান্টাম রাষ্ট্রকে একটি (শারীরিক ব্যবস্থা) কুইবিটের রাজ্যে প্রবেশ করতে পারেন। একইভাবে, আপনার খুব বড় কোয়ান্টাম সিস্টেম থাকতে পারে যা এনকোড করে$n$ তথ্যের কোয়েটস, যদি আপনি সেই জটিল ব্যবস্থার রাজ্য হিসাবে বিপরীতক্রমে এনকোড করতে পারেন $n$ qubits।

এটি বিভ্রান্তিকর বলে মনে হতে পারে তবে আমরা ক্লাসিক্যাল গণনার সাথে সারাক্ষণ যা করি তা থেকে এটি আলাদা নয়।

• যদি কোনও সি-এর মতো ভাষায় আমি লিখি তবে int x = 5;আপনি সম্ভবত বুঝতে পারবেন যে xএটি একটি পূর্ণসংখ্যা (একটি পূর্ণসংখ্যার পরিবর্তনশীল যা), যা একটি পূর্ণসংখ্যা 5(একটি পূর্ণসংখ্যা মান ) সঞ্চয় করে।

• আমি যদি লিখি তবে এর x = 7;অর্থ এই নয় যে xএটি একটি পূর্ণসংখ্যা যা উভয়ের সমান 5এবং 7এটি বরং xপ্রকারের ধারক এবং আমরা যা করছি তা এতে যা রয়েছে তা পরিবর্তন করে।

এবং এরপরে - এই পদ্ধতিতে আমরা 'কুইট' শব্দটি ব্যবহার করি ঠিক একইভাবে আমরা কীভাবে 'বিট' শব্দটি ব্যবহার করি, কেবল তখনই ঘটে থাকে যে আমরা এই শব্দটি মানগুলির পরিবর্তে কোয়ান্টাম রাজ্যের জন্য ব্যবহার করি, এবং ছোট শারীরিক ক্ষেত্রেও পরিবর্তে ভেরিয়েবল বা রেজিস্টার সিস্টেম। (বরং বা: কোয়ান্টাম রাজ্যের হয় কোয়ান্টাম কম্পিউটেশন মান এবং ক্ষুদ্র শারীরিক সিস্টেমের হয় ভেরিয়েবল / রেজিস্টার।)

Comments

তৃতীয় বিন্দুতে, আপনি কেন "... তথ্যের পরিমাণ উল্লেখ করেন "? কেন এটি "নির্দিষ্ট পরিমাণের" তথ্যগুলিকে "পরিমাণের" হিসাবে উল্লেখ করা হয় না? অন্য কথায়, দেখে মনে হচ্ছে একক কুইজেটে অন্য ক্যুবিটের তুলনায় কম / বেশি তথ্য থাকতে পারে, যা অদ্ভুত বলে মনে হয় কারণ শাস্ত্রীয় বিশ্বে, কিছুটাতে অন্য বিটের একই তথ্য থাকে। অবশ্যই এটি প্রসঙ্গেও নির্ভর করে (অর্থাত্ যদি আমরা কিছুটা বাইটের অংশ হিসাবে বিবেচনা করি, যেমন)) তবে, আমি এখানে একক বিট এবং কুইটগুলির সাথে তুলনা করার কথা বলছি।

— nbro

@ এনব্রো: আপনি যদি কেবল স্বতন্ত্র কুইটগুলি বিবেচনা করছেন, তবে আপনি তথ্যের পরিমাণ সম্পর্কে আমার যা বলতে চাইছেন তা অবহেলা করতে পারবেন , অবশ্যই এটি ব্যতীত যে একটি (শারীরিক) কোয়েট যা জ্ঞাত স্থির অবস্থায় থাকে তাই তথ্যের মূল্য শূন্য থাকে ( রাষ্ট্র আপনাকে এমন কিছুই বলে না যা আপনি ইতিমধ্যে নির্মাণের মাধ্যমে জানেন না)।

— নিল ডি বৌদ্রাপ

@nbro ক্লাসিক্যাল কম্পিউটিংয়ে, "বিট" নিজেও তথ্য নয়, প্রচুর পরিমাণে তথ্যও উল্লেখ করে। 0V এর পরিবর্তে 5V এর কিছু, এর পরিবর্তে বন্ধ কিছু, ফাঁকের পরিবর্তে একটি গর্ত থাকে এমন কিছু, যা নীচে পরিবর্তিতভাবে চুম্বকযুক্ত হয়, সেগুলি সবই এক বিট।

— সংগৃহীত

কুবিট একটি সিস্টেম। সময়কাল। যদি কেউ বলেন, উদাহরণস্বরূপ "একটি কোয়েট"$|\psi\rangle$, এটি সহজভাবে সংক্ষিপ্ত করা হয় "একটি রাজ্যে একটি চত্বর $|\psi\rangle$। Qubit হয় না একটি রাষ্ট্র তন্ন তন্ন একটি তথ্য।

— ২৪

@ ক্লড্গ: আপনি স্বাক্ষরটি সম্পর্কে কী অ্যাকাউন্ট দেবেন তা দেখতে আকর্ষণীয় হবে $[\! [n, k,d]\!]$কোয়ান্টাম ত্রুটি সংশোধন, এবং কোয়ান্টাম ত্রুটি সংশোধন কোডের যৌক্তিক অপারেটররা কী করে।

— নিল ডি বৌদ্রাপ