Я читал, что кубит может быть закодирован в состоянии Фока , таком как наличие или отсутствие фотона. Как вы выполняете вращения одного кубита на состояниях Фока?
Ответы:
Суперпозиции в пространстве Фока - и вращения в пространстве Фока - абсолютно повсеместны.
Важно отметить, что все классические состояния электромагнитного поля являются суперпозициями многих различных состояний фотонов.
Вся дисциплина квантовой теории поля (приблизительно) касается того, какие вращения допускаются в определенных физически мотивированных пространствах Фока и с какими амплитудами они действительно происходят.
Экспериментальные парадигмы схемы КЭД и резонатора, которые утонченно подтверждают предсказания этой 70-летней теории, явно касаются операций с состояниями числа фотонов (в частности, «присутствием или отсутствием одного фотона», как выразился DaftWullie). это), и являются краеугольными камнями атомной, молекулярной и оптической физики. Цепь КЭД является основной теорией, лежащей в основе сверхбыстрых кубитов потока, которые, как было показано, показывают когерентные квантовые эффекты вне всякого разумного или необоснованного сомнения. Серж Харош был удостоен Нобелевской премии по физике 2012 года за работу по КЭД резонатора, в которой он продолжал счастливо создавать, контролировать и измерять суперпозиции небольшого количества микроволновых фотонов. Многие экспериментаторы делают это каждый день.
Давно предлагалось использовать одну гармоническую моду для представления одного или нескольких кубитов в практическом квантовом компьютере, в котором логические состояния кодируются как суперпозиции состояний с различным числом заполнения. Несколько идей о том, как это сделать, а также несколько причин, почему это может быть не самой лучшей идеей, см. Nielsen and Chuang, раздел 7.2.
Там нет недостатка в литературе о способах выполнения этих видов операций. На самом деле, нетривиальная часть современной физики занимается именно этим. Я не могу представить, где или как вы могли бы получить противоположную идею.
Короткий ответ: ты не можешь. Есть нечто, называемое «правилом суперотбора числа частиц», которое утверждает, что вы не можете создать суперпозицию разного числа частиц. Таким образом, если вы готовите состояние Фока, вы можете выполнять фазовые затворы и переключать биты, но вы не можете выполнять произвольные повороты, которые создают суперпозиции с различным числом частиц.
Более длинный ответ заключается в том, что иногда вы можете делать суперпозиции, если у вас есть правильная система отсчета. Там хорошее обсуждение этого материала здесь . По этой причине могут создаваться такие состояния, как когерентные состояния , которые представляют собой суперпозицию различного числа фотонов (и они используются для квантовых вычислений, но это совершенно другой вопрос). Но я считаю, что это не может работать с небольшими числами фотонов (например, наличие или отсутствие одного фотона). Единственное, что вы можете сделать в этом контексте, это создать суперпозицию одного фотона, находящегося в одном из двух мест.