Qsphere é um termo real que representa 5 qubits?

Sou totalmente iniciante, fui trazido para cá pela postagem do blog stackoverflow em destaque, então comecei a estudar.

Assistindo a este vídeo do youtube ( Guia para iniciantes em computação quântica (3:58 ), vi este slide onde ele fala sobre superposição:

No começo, pensei que, além dos qubits, que podem estar em uma superposição de 0s e 1s, há também um qsphere, que pode estar em uma superposição de 5 zeros e 5 uns, quando na verdade são apenas 5 qubits.

Então, quando dizemos que um qsphere é conhecido por 5 qubits?

O qsphere é uma maneira de representar estados com vários qubit. Portanto, poderia ser usado para estados de 5 qubit, mas também para qualquer outro número.

Também poderia ser usado por apenas um qubit. Mas, neste caso, é importante notar que a qsphere de um qubit único não é a mesma da esfera de Bloch , que é a nossa maneira padrão de representar estados de qubit único.

Em vez disso, o qsphere é essencialmente uma versão mais visualmente atraente de um histograma. Foi introduzido pela IBM como uma visualização para a Quantum Experience, mas parece não ser mais usado por eles.

$|0 \rangle,|1 \rangle$

{'0000':0.5, '0101':0.25, '0011:'0.125, '0111':0.125}

0000$0.5$

Na qsphere, isso seria representado por quatro pontos: um para cada uma dessas probabilidades diferentes de zero. A latitude dos pontos depende do número de 0s e 1s na cadeia de bits. Nosso resultado que tem todos os 0s estaria no pólo norte. Nosso 0111, com a maioria 1s, estaria perto do polo sul. Os dois resultados 0101e 0011que temos no nosso exemplo seria no equador.

$0.125$$0.5$$0.25$

Até o momento, representamos todos os aspectos do histograma, mas não incluímos nenhuma informação de fase que o estado também possa ter. Isso pode ser codificado usando a cor dos pontos. A esfera então possui todas as informações sobre o estado de vários qubit.

Para ver por que não é a melhor visualização existente, imagine executar um portão Hadamard. Isso transforma as informações de latitude e longitude em cores e vice-versa. Apesar de ser um portão simples, teria um efeito muito complexo.

Mas, novamente, que visualização de muitos qubits não tem suas fraquezas? Se fosse fácil visualizá-los, seria fácil simulá-los. E então não teríamos necessidade de construir computadores quânticos.

Qsphere é um termo real que representa 5 qubits?

Se for, não é amplamente utilizado.

Afirmo isso porque procurei no arXiv , um repositório de pré-impressões eletrônicas de artigos de pesquisa e não encontrei nada. Existem muitas outras unidades de informação quântica além de apenas qubit. Todos os itens a seguir aparecem pelo menos ocasionalmente na literatura relevante.

• O Qubit possui uma base computacional de dois estados e pode ser implementado por um sistema quântico de dois níveis.

• O Qutrit possui uma base computacional de três estados.

• Ququart é um termo (raro) usado por alguns e tem uma base de quatro.
• $d$$d$
• Qumode é novamente um termo usado com menos frequência na computação quântica de variáveis ​​contínuas, onde agora, informalmente, a base possui infinitos elementos.