Кутріт

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку
Основні одиниці
вимірювання
інформації

біт (двійкова)
нат (основа e)
гартлі (десяткова)
кубіт (квантова)

Кутріт (або квантовий тріт) — це одиниця квантової інформації, яка реалізується квантовою системою, описаною суперпозицією з трьох взаємно ортогональних квантових станів.[1]

Кутріт є аналогом класичного тріта, як і так же як і кубіт — квантова система, описана суперпозицією двох ортогональних станів, аналогічна класичному біту.

Представлення[ред. | ред. код]

Кутріт має три ортонормальні базисні стани або вектори, часто позначаються , , and у нотації Дірака. Вони використовуються для опису кутріту як суперпозиції векторного стану у вигляді лінійної комбінації трьох ортонормальних базових станів:

,

де коефіцієнти є комплексними амплітудами ймовірностей, такими що сума їх квадратів дорівнює одиниці (нормалізація):

Ортонормальний базис станів кубіта охоплює двовимірний комплексний Гільбертів простір , що відповідає спіну вгору та спіну вниз частинки зі спіном 1/2. Кутріти потребують Гільбертового простору вищої розмірності, а саме тривимірного що охоплюється базисом кутріту ,[2] що може бути реалізовано за допомогою трирівневої квантової системи. Однак не всі трирівневі квантові системи є кутрітами.[3]

Рядок n кутрітів представляє 3n різні стани одночасно, тобто суперпозицію векторів стану в 3n-мірному комплексному Гільбертовому просторі.[4]

Кутріти мають кілька особливостей, коли вони використовуються для зберігання квантової інформації. Наприклад, вони більш стійкі до декогеренції за певних взаємодій з навколишнім середовищем.[5] Насправді безпосередньо маніпулювати кутрітами може бути складно, і одним із способів це зробити є використання заплутаності із кубітом.[6]

Примітки[ред. | ред. код]

  1. Nisbet-Jones, Peter B. R.; Dilley, Jerome; Holleczek, Annemarie; Barter, Oliver; Kuhn, Axel (2013). Photonic qubits, qutrits and ququads accurately prepared and delivered on demand. New Journal of Physics (en) 15 (5): 053007. Bibcode:2013NJPh...15e3007N. ISSN 1367-2630. arXiv:1203.5614. doi:10.1088/1367-2630/15/5/053007. 
  2. Byrd, Mark (1998). Differential geometry on SU(3) with applications to three state systems. Journal of Mathematical Physics (en) 39 (11): 6125–6136. ISSN 0022-2488. arXiv:math-ph/9807032. doi:10.1063/1.532618. 
  3. Quantum systems: three-level vs qutrit. Physics Stack Exchange. Процитовано 2018-07-25. 
  4. Caves, Carlton M.; Milburn, Gerard J. (2000). Qutrit entanglement. Optics Communications 179 (1–6): 439–446. ISSN 0030-4018. arXiv:quant-ph/9910001. doi:10.1016/s0030-4018(99)00693-8. 
  5. Melikidze, A.; Dobrovitski, V. V.; De Raedt, H. A.; Katsnelson, M. I.; Harmon, B. N. (2004). Parity effects in spin decoherence. Physical Review B 70 (1): 014435. Bibcode:2004PhRvB..70a4435M. arXiv:quant-ph/0212097. doi:10.1103/PhysRevB.70.014435. 
  6. B. P. Lanyon,1 T. J. Weinhold, N. K. Langford, J. L. O'Brien, K. J. Resch, A. Gilchrist, and A. G. White, Manipulating Biphotonic Qutrits, Phys. Rev. Lett. 100, 060504 (2008) (link)

Посилання[ред. | ред. код]