量子電腦硬體

量子錯誤更正無法直接採用古典錯誤更正那種「把同一份資料複製 3 份再取多數決」的方法,其理由下列何者正確?

  1. A未知的量子態無法精確複製(不可複製定理),而且為了確認其值而量測,會破壞疊加態
  2. B量子位元只有 0 與 1 兩個值,取多數決沒有意義
  3. C量子位元的錯誤只有位元翻轉,不必複製,只要加上 1 個同位位元就能更正
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正確答案:A. 未知的量子態無法精確複製(不可複製定理),而且為了確認其值而量測,會破壞疊加態

根據不可複製定理,不存在能把未知的量子態 α|0⟩ + β|1⟩ 原封不動複製到另一個量子位元的操作。此外,直接量測保存資料的量子位元,會破壞疊加態。因此量子錯誤更正把 1 個邏輯量子位元的資訊,分散在多個物理量子位元的糾纏態中,並利用輔助量子位元,只量測相鄰量子位元的同位這類錯誤線索(徵狀)。量子位元的錯誤除了位元翻轉之外還有相位翻轉,兩者都必須偵測。

  • A. 正確。無法複製,以及量測會破壞狀態,是無法直接採用古典方法的理由。
  • B. 量子位元可以處於疊加態,因此說它只有兩個值是錯的。
  • C. 量子位元也有相位翻轉的錯誤,只看位元翻轉無法更正。
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