需要对量子模型进行解释

时间:2011-08-19 08:33:33

标签: algorithm quantum-computing

当我读Dasgupta的第10章时,我遇到了一段我无法理解的段落:

  

电子可处于基态或激发态。在里面   量子物理中使用的狄拉克符号,用0和1表示。但是   事实上,叠加原理说电子是在电子中   状态是这两者的线性组合:a0 | 0> + a1 | 1>。这个   如果a是概率,非负,则会立即产生意义   实数加1.但叠加原则坚持认为   它们可以是任意复数,只要是正方形   他们的规范加起来为1!

有人能描述我最后3行吗?

1 个答案:

答案 0 :(得分:4)

我认为作者试图指出量子模型与你可能对概率的标准假设之间存在差异。

例如,假设电子向上或向下。在确定性的宇宙中,它将是100%上升或100%下降。如果我们假设电子在概率上选择上升或下降一些概率,那么我们可以说,例如,电子上涨了50%,下跌了50%。

当使用bra-ket符号进行上述操作时,你可能会说我们会说通过写作将粒子提高90%

0.5 |up> + 0.5|down>

直觉是电子同时向上50%,向下50%。但是,这是不正确的。当处理量子态时,粒子的配置与称为波函数的东西有关,而波函数的平方决定了概率,而不是波函数本身。因此,如果我们想要写出量子状态,其中粒子有50%的可能性上升,50%的可能性下降,我们将其表示为

0.707 | up> + 0.707 |向下>

由于0.707大约是0.5的平方根,所以如果我们将分配给上下的系数平方,我们就会得到经典概率。只要系数的平方和为1,系数就是合法的,因为它们的平方给出了概率分布。

当然,它实际上比这更棘手。量子态中的系数也可以是复数。例如,这是完全合法的量子配置:

(0.707 + 0.707i) |up> + 0 |down>

这里,up的系数是复数。为了获得查看的概率,我们计算系数的复共轭:

(0.707 + 0.707i)(0.707 - 0.707i) = (0.5 + 0.5) = 1

因此,在这种情况下,向上看的概率是1,并且向下看的概率是0 ^ 2 = 0.由于这总和为1,这是一个有效的量子态。

总结:概率分布是一种为结果分配实值权重的方法,以便权重总和为1。量子态是一种将复数值权重分配给结果的方法,以便每个系数与其复数共轭的乘积之和为1。

唷!有一段时间没有考虑过这个!希望这有帮助!