量子電腦硬體

2 個量子位元處於 (|00⟩ + |11⟩)/√2 的量子糾纏態時,下列敘述何者正確?

  1. A即使量測第 1 個量子位元,第 2 個量子位元仍維持 0 與 1 各 50% 的狀態不變
  2. B量測第 1 個得到 0 時,第 2 個一定是 0;得到 1 時,第 2 個一定是 1
  3. C藉由選擇第 1 個的量測結果,可以比光更快地把資訊傳給遠處的第 2 個量子位元
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正確答案:B. 量測第 1 個得到 0 時,第 2 個一定是 0;得到 1 時,第 2 個一定是 1

這個狀態是 |00⟩ 與 |11⟩ 的疊加,不含 |01⟩ 或 |10⟩ 的成分,因此 2 個量測結果一定一致。只看其中一個量子位元時,0 與 1 各出現 50%,但結果之間存在 2 個獨立位元無法解釋的相關性,這就是量子糾纏。不過,出現哪個結果是量測者無法選擇的隨機結果,所以無法利用糾纏比光更快地傳送資訊。在量子電腦中,產生糾纏的雙量子位元邏輯閘的品質,會大幅影響效能。

  • A. 這是 2 個量子位元沒有糾纏(彼此獨立)的情形。在此狀態下,2 個結果一定一致。
  • B. 正確。沒有 |01⟩ 與 |10⟩ 的成分,因此結果一定相同。
  • C. 結果是量測者無法選擇的隨機結果,相關性要在事後比對結果時才知道,因此無法比光更快地傳送資訊。
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