量子電腦硬體

對 |0⟩ 的量子位元依序作用 H、Z、H 閘後再量測,得到 1 的機率為下列何者?

  1. A0%
  2. B50%
  3. C100%
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正確答案:C. 100%

第 1 個 H 使狀態變為 (|0⟩ + |1⟩)/√2,Z 反轉 |1⟩ 振幅的正負號,變為 (|0⟩ − |1⟩)/√2。若在此時量測,0 與 1 各為 50%,Z 雖然沒有改變量測機率,卻改變了相對相位。作用第 2 個 H 後,|0⟩ 的成分互相抵消、|1⟩ 的成分互相加強,成為 |1⟩,因此得到 1 的機率為 100%。相位的差異經由干涉轉變為量測結果的差異,是量子演算法的基本機制。

  • A. 這是省略 Z、作用 2 次 H 時的值。
  • B. 這是在第 2 個 H 之前量測的值,忽略了 Z 造成的相位變化會經由干涉反映在結果上。
  • C. 正確。H、Z、H 的組合與 X 閘作用相同,使 |0⟩ 變為 |1⟩。
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