Чи справжній термін qsphere представляє 5 кубітів?

Я абсолютно початківець, мене сюди привіз популярний пост блогу stackoverflow, тому я почав вчитися.

Переглядаючи це відео на ютубі ( Посібник для початківців з квантових обчислень (3:58 ), я побачив цей слайд, де він говорить про суперпозицію:

Спочатку я подумав, що, окрім кубітів, які можуть бути в суперпозиції 0s і 1s, є ще qsphere, яка може бути в суперпозиції 5 нулів і 5, хоча насправді це всього 5 кубітів.

Отже, коли ми кажемо qsphere, як відомо, це 5 кубітів?

Qsphere - це спосіб представлення мульти-кубітних станів. Таким чином, він може бути використаний для 5 кубітних станів, але він також може бути використаний для будь-якого іншого числа.

Його також можна використовувати лише для одного кубіта. Але в цьому випадку важливо відзначити, що qsphere єдиного кубіта не є такою ж, як сфера Bloch , що є нашим стандартним способом представлення одиночних кубітних станів.

Натомість qsphere по суті є більш візуально привабливою версією гістограми. Вона була представлена ​​IBM як візуалізація для квантового досвіду, але, схоже, вже не використовується ними так багато.

$|0 \rangle,|1 \rangle$

{'0000':0.5, '0101':0.25, '0011:'0.125, '0111':0.125}

0000$0.5$

На qсфері це було б представлено чотирма точками: по одному для кожної з цих нульових ймовірностей. Широта точок залежить від кількості 0s і 1s у бітовому рядку. Наш результат, який має всі 0s, був би на північному полюсі. Наші 0111, здебільшого 1s, були б біля південного полюса. Два результату 0101і 0011що ми маємо в нашому прикладі буде на екваторі.

$0.125$$0.5$$0.25$

Поки ми представляли всі аспекти гістограми, але не включили жодної фазової інформації, яку може мати також стан. Це можна закодувати за допомогою кольорів точок. Тоді сфера містить всю інформацію про стан багатокубітних.

Щоб зрозуміти, чому це не найприємніша візуалізація, уявіть собі ворота Адамара. Це перетворює інформацію про широту та довготу в кольорову та навпаки. Незважаючи на те, що це прості ворота, це мало б дуже складний ефект.

Але знову ж таки, яка візуалізація багатьох кубітів не має своїх слабких сторін? Якби їх легко було візуалізувати, було б легко їх моделювати. І тоді нам не потрібно було б будувати квантові комп'ютери.

Чи справжній термін qsphere представляє 5 кубітів?

Якщо вона є, вона не використовується широко.

Я стверджую це, тому що я оглянувся в arXiv , сховищі електронних передруків наукових статей, і нічого не знайшов. Існує багато інших одиниць квантової інформації, ніж просто кубіт. Усі наступні принаймні періодично з’являються у відповідній літературі.

• Кубіт має обчислювальну основу двох станів і може бути реалізований дворівневою квантовою системою.

• Qutrit має обчислювальну основу трьох станів.

• Квакварт - це (рідкісний) термін, який використовують деякі, і він має основу чотирьох.
• $d$$d$
• Qumode знову трохи менше використовується термін у безперервно-змінних квантових обчисленнях, де зараз, неофіційно кажучи, основа має нескінченно багато елементів.