Учи Кванты! → Курс → Кубит и суперпозиция

Суперпозиция. Делаем сами.

Самый интересный гейт, который встречается повсеместно, в любой программе много-много раз (читайте курс — и вы скоро поймёте, почему это именно так), — гейт Адамара (H). «H» — потому что Hadamard.

Гейт Адамара берёт |0⟩ и делает из него так называемую суперпозицию — состояние, где |0⟩ и |1⟩ смешаны поровну. Измерение кубита после Адамара даёт 0 или 1 с равными шансами, 50 на 50.

Посмотрите на «Состояния» и сферу Блоха. Покрутите сферу (она крутится!), чтобы лучше увидеть: стрелочка находится ровно на экваторе, точно посередине между нулём и единицей.

Тут уже видны существенные отличия кубита от привычного бита. Кубит в нуле — понятно. Перевернуть в единицу — тоже понятно, это всё работает и для обычных битов. А вот Адамар — уже чисто квантовая штучка: применили H — и |0⟩ и |1⟩ стали равновероятны.

И обратите внимание: хотя стрелка строго на экваторе, в блоке «Измерения» такой строгой точности нет. При 1024 прогонах мы ожидали бы увидеть 512 исходов на |0⟩ и столько же на |1⟩ — но это не так! Работая с квантами, мы всегда имеем дело с вероятностью. Нажмите «Выполнить» несколько раз: числа будут разными, но всегда близко к 512. Сделайте 5000 или 10000 прогонов (число редактируется в блоке «Измерения») — чем прогонов больше, тем отклонение от 50/50 меньше.