Кутрит - Qutrit

Кутрит (или квантовое Trit ) является единицей квантовой информации , которая реализуется с помощью квантовой системы 3 уровня, которые могут быть в виде суперпозиции трех взаимно ортогональных квантовых состояний .

Qutrit аналогичен классическому основанию radix -3 trit , так же как кубит , квантовая система, описываемая суперпозицией двух ортогональных состояний, аналогична классическому биту radix-2 .

В настоящее время ведется работа по разработке квантовых компьютеров с использованием кутритов и кубитов с несколькими состояниями.

Представление

Кутрита имеет три ортонормированных базисные состояний или векторы , часто обозначаемые , и в дираковском или Бра и кет . Они используются для описания кутрита как вектора состояния суперпозиции в форме линейной комбинации трех ортонормированных базисных состояний: ${\ displaystyle | 0 \ rangle}$${\ displaystyle | 1 \ rangle}$${\ displaystyle | 2 \ rangle}$

${\ displaystyle | \ psi \ rangle = \ alpha | 0 \ rangle + \ beta | 1 \ rangle + \ gamma | 2 \ rangle}$,

где коэффициенты являются комплексными амплитудами вероятностей , сумма квадратов которых равна единице (нормализация):

${\ Displaystyle | \ альфа | ^ {2} + | \ бета | ^ {2} + | \ гамма | ^ {2} = 1 \,}$

В Кубит «сек ортонормальные базисные состояния охватывают двумерное комплексное гильбертово пространство , соответствующее спин-вверх и спин-вниз спин-1/2 частицы. Кутритам требуется гильбертово пространство более высокой размерности, а именно трехмерное, охватываемое базисом кутрита , которое может быть реализовано трехуровневой квантовой системой. Однако не все трехуровневые квантовые системы являются кутритами. ${\ displaystyle \ {| 0 \ rangle, | 1 \ rangle \}}$ ${\ displaystyle H_ {2}}$${\ displaystyle H_ {3}}$${\ Displaystyle \ {| 0 \ rangle, | 1 \ rangle, | 2 \ rangle \}}$

П -qutrit регистре баллончик представляет 3 ^п различных состояний одновременно, то есть вектор состояния суперпозиции в 3 ^п - мерном комплексном гильбертовом пространстве.

В квантовой логические вентили , работающие на отдельных qutrits являются унитарными матрицами и ворота , которые действуют на регистры qutrits являются унитарными матрицами (элементы унитарных групп U (3) и U (3 ^л ) , соответственно). ${\ displaystyle 3 \ times 3}$ ${\ displaystyle n}$${\ displaystyle 3 ^ {n} \ times 3 ^ {n}}$

У Qutrits есть несколько особенностей, когда они используются для хранения квантовой информации. Например, они более устойчивы к декогеренции при определенных взаимодействиях с окружающей средой. На самом деле, прямое манипулирование кутритами может быть непросто, и один из способов сделать это - использовать сцепление с кубитом .

Смотрите также

• Радикс-экономика
• Взаимно объективные основы
• Квантовые вычисления
• Тернарные вычисления

использованная литература

внешние ссылки

• Физики демонстрируют запутанность кубит-кутрит , Лиза Зига, Physorg.com , 26 февраля 2008 г. По состоянию на март 2008 г.
• qudit -Wiktionary.