量子V门1 / sqrt(5)(I + 2iZ)


早岁那知世事艰
2025-03-15 08:45:45 (24天前)
  1. 根据定义,



</跨度>
1 / sqrt(5)(I + 2iZ)应作用于量子位a | 0&gt; + b | 1&gt;将其变换为1 / sqrt(5)((1 + 2i)a | 0> +(1-2i)b | 1>,但每个RUS步骤的变换如下 -
2混淆,我应该将H x H x I或H x H x H应用于组合状态。这些变换也都不等同于V-


</跨度>
当both都在第一段中定义

2 条回复
  1. 0# 甲基蓝 | 2019-08-31 10-32



    转换是正确的,虽然用笔和纸来验证它需要一些时间。



    作为旁注,我们从一个州开始

    |+>|+>(a|0> + b|1>)

    ,是的

    0.5 (a,b,a,b,a,b,a,b)

    矢量形式(两者都有

    |+>

    国家贡献一个

    1/sqrt(2)

    到系数)。它不会影响我们在测量后对状态的计算,因为它必须重新规范化,但仍然值得注意。



    经过一系列的CCNOT,S,CCNOT,Z,我们得到了

    0.5 (a,-ib,a,-ib,a,-ib,ia,-b)

    。由于我们仅测量PauliX基础上的前两个量子位,我们需要将Hadamards仅应用于前两个量子位,或者

    H x H x I

    合并后的状态。



    在应用Hadamards和快进到测量结果之后,我将冒昧地跳过写出整个表达式,这就是为什么。如果两个测量结果均为0,我们只对输入量子位的状态感兴趣,因此只收集整个状态的条件就足够了

    |00>

    作为前两个量子比特的状态。



    测量后的第三个量子位的状态

    |00>

    在第一个量子位将是:

    (3+i)a |0> - (3i+1)b |1>

    ,乘以一些归一化系数

    c

    1. <code>
    2. c = 1/sqrt(|3+i|^2 + |3i+1|^2) = 1/sqrt(10))
    3. </code>



    现在我们需要检查一下我们得到的状态,

    |S_actual> = 1/sqrt(10) ((3+i)a |0> - (3i+1)b |1>)

    与我们期望通过应用V门获得的状态相同,

    1. <code>
    2. |S_expected> = 1/sqrt(5) ((1+2i)a |0> + (1-2i)b |1>)
    3. </code>
    4. 。它们看起来并不相同,但请记住,在量子计算中,状态是定义的
    5. <EM>
    6. 直到全球阶段
    7. </EM>
    8. 。因此,如果我们能找到一个复数
    9. <code>
    10. p
    11. </code>
    12. 绝对值为1
    13. <code>
    14. |S_actual> = p * |S_expected>
    15. </code>
    16. ,各州将实际上是一样的。



    这转换成以下等式

    p

    和。的幅度

    |0>



    |1>



    (3+i)/sqrt(2) = p (1+2i)



    -(3i+1)/sqrt(2) = p (1-2i)

    。我们解决了两个方程式

    p = (1-i)/sqrt(2)

    确实绝对值1。



    因此,我们可以得出结论,在所有变换之后我们获得的状态确实等同于我们通过应用V门获得的状态。


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