Является ли qsphere фактическим термином, представляющим 5 кубитов?

Я абсолютный новичок, меня привлекла статья блога stackoverflow, поэтому я начал изучать.

Просматривая это видео на YouTube ( Руководство для начинающих по квантовым вычислениям (3:58 ), я увидел этот слайд, где говорится о суперпозиции:

Сначала я подумал, что помимо кубитов, которые могут быть в суперпозиции 0 и 1, есть также сфера, которая может находиться в суперпозиции 5 нулей и 5 единиц, хотя на самом деле это всего 5 кубитов.

Итак, когда мы говорим qsphere, это, как известно, 5 кубитов?

Qsphere - это способ представления мультикубитных состояний. Таким образом, он может быть использован для 5 состояний кубита, но также может быть использован для любого другого числа.

Это также может быть использовано только для одного кубита. Но в этом случае важно отметить, что qsphere с одним кубитом не совпадает с сферой Блоха , которая является нашим стандартным способом представления состояний с одним кубитом.

Вместо этого qsphere по сути является более визуально привлекательной версией гистограммы. Он был представлен IBM как визуализация для Quantum Experience, но, похоже, он им больше не пользуется.

$|0 \rangle,|1 \rangle$

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

0000$0.5$

На qsphere это будет представлено четырьмя точками: одна для каждой из этих ненулевых вероятностей. Широта точек зависит от количества 0s и 1s в битовой строке. Наш результат, который имеет все 0s, будет на северном полюсе. Наши 0111, в основном 1с, были бы около южного полюса. Два результата 0101и 0011что мы имеем в нашем примере будет на экваторе.

$0.125$$0.5$$0.25$

До сих пор мы представляли все аспекты гистограммы, но не включали какую-либо информацию о фазе, которую могло бы также иметь состояние. Это может быть закодировано с использованием цвета точек. Сфера тогда имеет всю информацию о мульти-кубитном состоянии.

Чтобы понять, почему это не самая лучшая визуализация, представьте, как вы выполняете врата Адамара. Это преобразует информацию о широте и долготе в цвет, и наоборот. Несмотря на то, что это были простые ворота, это имело бы очень сложный эффект.

Но опять же, что визуализация многих кубитов не имеет своих недостатков? Если бы их было легко визуализировать, их было бы легко смоделировать. И тогда нам не нужно было бы строить квантовые компьютеры.

Является ли qsphere фактическим термином, представляющим 5 кубитов?

Если это так, это не широко используется.

Я утверждаю это, потому что я посмотрел в arXiv , хранилище электронных препринтов научных статей, и ничего не нашел. Хотя есть много других единиц квантовой информации, кроме просто кубита. Все нижеперечисленное, по крайней мере, время от времени появляется в соответствующей литературе.

• Qubit имеет вычислительную основу двух состояний и может быть реализована с помощью двухуровневой квантовой системы.

• Кутрит имеет вычислительную основу трех состояний.

• Ququart - это (редкий) термин, используемый некоторыми, и он имеет основу из четырех.
• $d$$d$
• Qumode - снова немного менее часто используемый термин в квантовых вычислениях с непрерывными переменными, где теперь, неформально говоря, база имеет бесконечно много элементов.