Kvantinformatsiooni vallas mängib determinismi ja mittedeterminismi kontseptsioon otsustavat rolli kvantsüsteemide käitumise mõistmisel võrreldes klassikaliste süsteemidega. Kvantseisundi evolutsioonil, mis kirjeldab, kuidas kvantsüsteemi olek aja jooksul muutub, on klassikalise oleku evolutsiooniga võrreldes selged omadused.
Klassikalises füüsikas on süsteemi areng tavaliselt deterministlik, mis tähendab, et süsteemi algolekut arvestades saab selle tulevast olekut täpselt ennustada. Seda determinismi reguleerivad klassikalised füüsikaseadused, näiteks Newtoni liikumisseadused. Seevastu kvantmehaanika toob kvantolekute arengusse sisemise juhuslikkuse ja ebakindluse taseme. See loomupärane määramatus on kapseldatud superpositsiooni põhimõttes ja kvantmõõtmiste tõenäosuslikus olemuses.
Üks kvantmehaanika põhiprintsiipe on superpositsiooni kontseptsioon, kus kvantsüsteem võib eksisteerida korraga mitmes olekus. See olekute superpositsioon võimaldab kvantsüsteemidel kodeerida ja töödelda teavet viisil, mida klassikalised süsteemid ei suuda replitseerida. Kui kvantsüsteem areneb, siis see areneb vastavalt Schrödingeri võrrandile, mis kirjeldab, kuidas süsteemi olek ajas muutub. See areng on ühtne, mis tähendab, et see on pöörduv ja säilitab täieliku tõenäosuse süsteemi leidmiseks mis tahes olekus.
Kvantseisundi evolutsiooni mittedeterministlik aspekt tuleb ilmsiks siis, kui süsteemis tehakse mõõtmine. Mõõtmisel variseb süsteem ühte oma võimalikku olekusse tõenäosustega, mis on määratud superpositsioonis oleva oleku koefitsientide järgi. See mõõtmisest tingitud kokkuvarisemine toob kvantmõõtmiste tulemustes kaasa juhuslikkuse elemendi, mis viib mittedeterministliku käitumiseni, mis eristab kvantsüsteeme klassikalistest süsteemidest.
Selle kontseptsiooni illustreerimiseks kaaluge kubiti olekute |0⟩ ja |1⟩ superpositsioonis. Kui kubiidi areng on Schrödingeri võrrandi kohaselt deterministlik, siis kubiti mõõtmine annab kas |0⟩ või |1⟩, mille tõenäosused on määratud superpositsiooni koefitsientidega. See kvantmõõtmiste tõenäosuslik olemus on kvantseisundi evolutsiooni mittedeterministliku aspekti aluseks.
Kvantseisundi evolutsioonil on mõõtmiste tõenäosuslike tulemuste ja olekute superpositsiooni tõttu mittedeterministlik olemus, mis eristab seda klassikaliste süsteemide deterministlikust evolutsioonist. Selle eristuse mõistmine on kvantteabe töötlemise ja kvantandmetöötluse võimsuse ärakasutamiseks ülioluline.
Muud hiljutised küsimused ja vastused selle kohta Pidevad kvantseisundid:
- Miks on pidevate kvantolekute mõistmine oluline kvantteabe kubittide rakendamiseks ja manipuleerimiseks?
- Kuidas arvutatakse pidevate kvantolekute kontekstis elektroni leidmise tõenäosus kindlas positsioonis?
- Milline on seos piiri, kuna Delta kaldub 0-le ja K kaldub lõpmatuseni, ja elektroni olekut tähistava pideva funktsiooni Ψ(X) vahel?
- Kuidas kirjeldatakse lihtsustatud ühemõõtmelises mudelis elektroni olekut ja milline on koefitsiendi αsubJ tähtsus?
- Kuidas saab kubite rakendada, kasutades vesinikuaatomis oleva elektroni põhi- ja ergastatud olekut?
Veel küsimusi ja vastuseid:
- Väli: Kvantteave
- programm: EITC/QI/QIF kvantteabe alused (minge sertifitseerimisprogrammi)
- Õppetund: Juhend kvitite rakendamiseks (minge seotud õppetundi)
- Teema: Pidevad kvantseisundid (minge seotud teema juurde)