Kvantinės informacijos srityje determinizmo ir nedeterminizmo samprata vaidina lemiamą vaidmenį suprantant kvantinių sistemų elgesį, palyginti su klasikinėmis sistemomis. Kvantinės būsenos evoliucija, apibūdinanti, kaip kvantinės sistemos būsena kinta laikui bėgant, pasižymi skirtingomis savybėmis, kai ji skiriasi nuo klasikinės būsenos evoliucijos.
Klasikinėje fizikoje sistemos evoliucija paprastai yra deterministinė, o tai reiškia, kad atsižvelgiant į pradinę sistemos būseną, jos būsimą būseną galima tiksliai numatyti. Šį determinizmą reglamentuoja klasikiniai fizikos dėsniai, tokie kaip Niutono judėjimo dėsniai. Priešingai, kvantinė mechanika į kvantinių būsenų raidą įveda vidinį atsitiktinumo ir neapibrėžtumo lygį. Šis būdingas neapibrėžtumas yra įtrauktas į superpozicijos principą ir kvantinių matavimų tikimybinį pobūdį.
Vienas iš pagrindinių kvantinės mechanikos principų yra superpozicijos samprata, kai kvantinė sistema gali egzistuoti keliose būsenose vienu metu. Ši būsenų superpozicija leidžia kvantinėms sistemoms koduoti ir apdoroti informaciją tokiais būdais, kurių klasikinės sistemos negali pakartoti. Kai kvantinė sistema vystosi, ji vystosi pagal Schrödingerio lygtį, kuri apibūdina, kaip laikui bėgant kinta sistemos būsena. Ši raida yra vientisa, tai reiškia, kad ji yra grįžtama ir išsaugo bendrą tikimybę rasti sistemą bet kurioje būsenoje.
Nedeterministinis kvantinės būsenos evoliucijos aspektas išryškėja, kai sistemoje atliekami matavimai. Atlikus matavimus, sistema subyra į vieną iš galimų būsenų, kurių tikimybes nustato būsenos koeficientai superpozicijoje. Šis matavimų sukeltas žlugimas įneša atsitiktinumo elementą į kvantinių matavimų rezultatus, o tai lemia nedeterministinį elgesį, kuris išskiria kvantines sistemas nuo klasikinių sistemų.
Norėdami iliustruoti šią sąvoką, apsvarstykite kubitą būsenų |0⟩ ir |1⟩ superpozicijoje. Nors pagal Šriodingerio lygtį kubito raida yra deterministinė, kubito matavimas duos arba |0⟩, arba |1⟩, o tikimybes nustato superpozicijos koeficientai. Šis tikimybinis kvantinių matavimų pobūdis yra nedeterministinio kvantinės būsenos evoliucijos aspekto pagrindas.
Kvantinės būsenos evoliucija yra nedeterministinio pobūdžio dėl tikimybinių matavimų rezultatų ir būsenų superpozicijos, skiriant ją nuo deterministinės klasikinių sistemų evoliucijos. Šio skirtumo supratimas yra labai svarbus norint panaudoti kvantinės informacijos apdorojimo ir kvantinio skaičiavimo galią.
Kiti naujausi klausimai ir atsakymai apie Nuolatinės kvantinės būsenos:
- Kodėl ištisinių kvantinių būsenų supratimas yra svarbus įgyvendinant ir manipuliuojant kvantinės informacijos kubitais?
- Kaip apskaičiuojama tikimybė rasti elektroną tam tikroje padėtyje nuolatinių kvantinių būsenų kontekste?
- Koks ryšys tarp ribos, nes Delta linkusi į 0, o K linkusi į begalybę, ir tolydžios funkcijos Ψ(X), vaizduojančios elektrono būseną?
- Kaip aprašoma elektrono būsena supaprastintame vienmačiame modelyje ir kokia yra koeficiento αsubJ reikšmė?
- Kaip galima įgyvendinti kubitus naudojant vandenilio atomo elektrono pagrindines ir sužadintas būsenas?