Dalam bidang pemrosesan informasi kuantum, perilaku qubit, unit dasar informasi kuantum, diatur oleh prinsip superposisi dan keterjeratan. Ketika dua qubit terjerat, keadaan salah satu qubit menjadi bergantung pada keadaan qubit lainnya, terlepas dari jarak yang memisahkan mereka. Fenomena ini memungkinkan terciptanya algoritma dan protokol kuantum yang kuat yang mengungguli algoritma dan protokol klasik.
Dalam sistem yang terdiri dari dua qubit, pengukuran qubit pertama memang dapat menurunkan statusnya ke nilai tertentu, mematahkan superposisi awalnya. Namun, keseluruhan sistem yang terdiri dari dua qubit masih dapat tetap berada dalam superposisi kuantum jika pengukuran tidak dilakukan. pada qubit kedua. Hal ini disebabkan oleh sifat qubit yang terjerat, dimana hasil pengukuran salah satu qubit memberikan informasi tentang qubit lainnya tanpa secara langsung menurunkan statusnya.
Untuk mengilustrasikan konsep ini, pertimbangkan sistem dua qubit dalam keadaan Bell:
[ frac{1}{sqrt{2}}(|00rangle + |11rangle) ]Jika kita mengukur qubit pertama dan mendapatkan hasil '0', keadaan keseluruhan sistem akan menjadi:
[ |00rangle ]Namun, qubit kedua masih berada dalam superposisi keadaan, karena keadaan sistem secara keseluruhan adalah kombinasi linier dari keadaan dasar. Oleh karena itu, sistem dua qubit memang dapat tetap berada dalam superposisi kuantum bahkan setelah salah satu qubit diukur, selama pengukuran tidak dilakukan pada qubit lainnya.
Properti ini sangat penting dalam pemrosesan informasi kuantum, karena memungkinkan penerapan gerbang dua qubit yang memanipulasi qubit sambil mempertahankan keterikatan dan superposisinya. Gerbang dua qubit, seperti gerbang CNOT atau gerbang fase terkontrol, memanfaatkan keterjeratan ini untuk melakukan operasi yang pada dasarnya bersifat kuantum dan memungkinkan eksekusi algoritma kuantum seperti algoritma Shor atau algoritma pencarian Grover.
Mengukur satu qubit dalam sistem dua qubit dapat meruntuhkan status qubit tersebut tetapi tidak serta merta meruntuhkan keseluruhan sistem jika qubit lainnya tetap tidak diukur. Pelestarian superposisi kuantum ini merupakan fitur utama dalam pemrosesan informasi kuantum dan dimanfaatkan dalam desain algoritma dan protokol kuantum.
Pertanyaan dan jawaban terbaru lainnya tentang Dasar-dasar Informasi Kuantum EITC/QI/QIF:
- Bagaimana gerbang negasi kuantum (gerbang kuantum NOT atau Pauli-X) beroperasi?
- Mengapa gerbang Hadamard dapat dibalik sendiri?
- Jika mengukur qubit ke-1 dari keadaan Lonceng pada basis tertentu dan kemudian mengukur qubit ke-2 pada basis yang diputar dengan sudut theta tertentu, peluang memperoleh proyeksi ke vektor yang bersesuaian sama dengan kuadrat sinus theta?
- Berapa banyak bit informasi klasik yang diperlukan untuk menggambarkan keadaan superposisi qubit sembarang?
- Berapa banyak dimensi yang memiliki ruang 3 qubit?
- Akankah pengukuran qubit menghancurkan superposisi kuantumnya?
- Bisakah gerbang kuantum memiliki lebih banyak masukan daripada keluaran seperti gerbang klasik?
- Apakah keluarga gerbang kuantum universal mencakup gerbang CNOT dan gerbang Hadamard?
- Apa yang dimaksud dengan eksperimen celah ganda?
- Apakah memutar filter polarisasi setara dengan mengubah dasar pengukuran polarisasi foton?
Lihat lebih banyak pertanyaan dan jawaban di EITC/QI/QIF Quantum Information Fundamentals