Nächste Seite: Mehrere Qubits und Register
Ein Qubit befindet sich in einer Superposition der Zustände
und
Der Zustand
kann daher mit den Amplituden
als
geschrieben werden. Da der Zustand normiert sein soll muss
gelten.
Das Qubit kann verändert werden ohne es zu messen, indem unitäre Operatoren
auf es angewandt werden. Eine allgemeine unitäre
-Matrix war durch
gegeben. Aus
lassen sich für verschiedene Werte von
,
und
alle anderen unitären Matrizen ermitteln. In qiskit wird
durch
u(<theta>, <phi>, <lambda>, <qubit>)
aufgerufen.
Die Identität ist durch
gegeben und wirkt auf ein Qubit gemäß
Sie wird in Qiskit durch
id(<qubit>)
aufgerufen.
Das Pauli-X-Gatter ist durch
gegeben und wirkt auf ein Qubit gemäß
Es wird in Qiskit durch
x(<qubit>)
aufgerufen.
Das Pauli-Z-Gatter ist durch
gegeben und wirkt auf ein Qubit gemäß
Es wird in Qiskit durch
z(<qubit>)
aufgerufen.
Das Pauli-Y-Gatter ist durch
gegeben und wirkt auf ein Qubit gemäß
Es wird in Qiskit durch
y(<qubit>)
aufgerufen.
Das Phasen-Gatter ist durch
gegeben und wirkt auf ein Qubit gemäß
Es wird in Qiskit durch
p(<lambda>, <qubit>)
aufgerufen.
Das Hadamard-Gatter (auch Hadamard-Transformation) ist durch
gegeben und wirkt auf ein Qubit gemäß
Es wird in Qiskit durch
h(<qubit>)
aufgerufen. Die Zustände
und
werden auf die Zustände
und
abgebildet, die auch als Hadamard-Basis bezeichnet werden.
Eine Messung ist nicht unitär. Sie reduziert den Zustand auf
oder
. Die Wahrscheinlichkeit für jeden der Zustände ist durch das Betragsquadrat der jeweiligen Amplitude zu bestimmen. Sie wird in qiskit durch
measure(<qubit>, <cbit>)
aufgerufen und schreibt den Messwert stets in das klassische Bit cbit
- Mit welcher Wahrscehinlichkeit werden die Zustände
und
im Zustand
gemessen?
- Drücke
durch
aus.
- Bestimme
.
- Wie groß ist die Wahrscheinlihckeit
im Zusatnd
zu messen?
Lösungen
Weitere Informationen können im Wikipedia-Artilel Qubit
gefunden werden.