Qubiで量子状態を可視化する主な方法は3つあります。それぞれが物語の異なる部分を教えてくれます。
1. リアリスティックモード
最初のモードはリアリスティックモードで、Qubi上に測定の結果のみが表示されます。これは最も重要なモードで、量子ビットが実際にどう動くかを模倣しています:量子ビットから情報を得る唯一のときは測定するときです。
2. 単軸表示モード
単軸表示モードは、将来の測定が重力の方向に沿うと仮定して、状態ベクトルの確率と相関を示します。
2つの可能性、私たちが「世界」と呼ぶものがあれば、異なる色で塗られます。いくつかの例:
どの軸を選ぶか? 2つのオプションがあります:
- 軸を常に計算基底(
|0⟩/|1⟩軸)に固定。 - 各球で重力に整列する軸を選ぶ。これにより、Qubiを回転させるだけで、好きな軸に沿って状態ベクトルを分析するために球を動かせます。
単一量子ビット状態
|0⟩の単一量子ビット。可能性は1つだけ:上に測定される。2量子ビット状態
3量子ビット状態
重なる世界
2つの世界が量子ビット上で同じ方向を指したらどうなるでしょう?状態|00⟩ + |01⟩ + |10⟩ + |11⟩(= 正規化された|+⟩|+⟩)を取ります:量子ビットA上の上状態は2つの世界の一部です:|00⟩と|01⟩。下状態も2つの一部:|10⟩と|11⟩。だから両方の球を重力に固定すると、各球の各極に2つの世界が積み重なります。
単軸表示モードでは、これらの重なるローブが時変リップルで混ざります。1つの色がスイープし、次にもう1つが見えます。
3. 全軸表示モード
全軸表示モードはあらゆる可能な測定方向の状態ベクトルの確率と相関を示します。球上のすべての方向が固有の色相を得て、球の表面は量子ビットが相関している場所で色相が一致します。
両方の量子ビットの上に同じ色があり、下に同じ色があることに注目してください。それはZ軸に沿って測定すれば同じ結果を得ることを示し、正確に単軸表示モードが示すものです。
しかし、横向きや他の方向で測定したらどうなるかも見られます。すべての方向に独自の相関する色のペアがあります。
球の上にホバーして、もう一方の球で同じ色を共有する点を見てください。
このビジュアライザの背後の数学(各球のすべての方向がどう固有の色相を得るか、なぜ相関した点が色を共有するか)については、私たちのホワイトペーパーを参照。
自分で試す
量子ビットを見る3つの方法。1つのデバイス。
Qubiはアプリで1タップで3つのモードを切り替えます。科学のためのリアリスティック、直感のための単軸表示、完全な絵が欲しいときの全軸表示。