量子计算和量子信息笔记整理

  • 名词和记号

                                                                 

  1. 所有向量空间均假定为有限维
  2. 半正定算子A满足对任意: |\varphi >,<\varphi |A|\varphi > {\color{Red} \geqslant} 0
  3. 正半定算子A满足对任意 |\varphi >\neq 0,< \varphi |A|> {\color{Red} >}0
  4. 算子的支集定义为正交于其核的向量空间,Hermite算子即为由非零特征值的特征向量所张成的向量空间
  5. 记号U(或V)一般用于表示酉算子或酉矩阵
  6. H通常用来表示Hadamard门,有时也表示量子系统的Hamilton函数
  7. 按照信息论的习惯,除非特别说明,对数总是取以2为底:log(x) 表示以2为底的对数
  8. 相对熵:(半正定算子A相对于半正定算子B):S(A||B)\equiv tr(AlogA) - tr(AlogB)
  9. e^{i\pi /4}是i的平凡根,故\pi /8门是相位门(phase gate)的平方根,相位门本身是Pauli-Z门的平方根
  •  量子比特                          

  1.  define:具有特定属性的数学对象
  2. 状态:|0> 和 |1>,可以落在两个状态之外
  3. 叠加态:|\varphi > {\color{Red} =} \alpha |0>{\color{Red} +}\beta |0>
  4. 量子比特的状态是二维复向量空间中的单位向量
  5. 有效形式:|\varphi > {\color{Red} =} cos(\theta /2) |0> {\color{Red} +} e^{i\varphi /4}sin(\theta /2) |1>
  6. 幅度(概率幅):双量子比特的量子状态包含相应基态的复系数
  7. Bell态:\frac{|00>{\color{Red} +}|11>}{\sqrt{2}}
  8. Bell态具有测量相差性,而且可能比经典系统可能存在的相关性要强.

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