डब्ल्यू अवस्था

डब्ल्यू अवस्था तीन क्वैबिट की एक उलझी हुई क्वांटम अवस्था है जिसका ब्रा-केट नोटेशन में निम्नलिखित आकार होता है

$|\mathrm {W} \rangle ={\frac {1}{\sqrt {3}}}(|001\rangle +|010\rangle +|100\rangle )$

और जो विशिष्ट प्रकार के बहुपक्षीय सम्मिश्रता का प्रतिनिधित्व करने और क्वांटम सूचना सिद्धांत में कई अनुप्रयोगों में होने के लिए उल्लेखनीय है। इस प्रकार इस अवस्था में तैयार किए गए कण बेल के प्रमेय के गुणों को पुन: उत्पन्न करते हैं, जो बताता है कि स्थानीय छिपे हुए चर का कोई भी मौलिक सिद्धांत क्वांटम यांत्रिकी की पूर्वानुमान नहीं हो सकता है। इस प्रकार अवस्था का नाम वोल्फगैंग ड्यूर के नाम पर रखा गया है, जिन्होंने सबसे पहले 2002 में गुइफ़्रे विडाल और जुआन इग्नासियो सिराक सस्टुरैन के साथ मिलकर अवस्था की रिपोर्ट की थी।

गुण

राई-रोटेशन गेट, नियंत्रित हैडमार्ड गेट, 2 नियंत्रित नॉट गेट और क्वांटम लॉजिक गेट#एक्स गेट। घूर्णन का कोण है ${\textstyle \phi _{3}=2\arccos \left(1/{\sqrt {3}}\right)}$.

डब्ल्यू अवस्था दो गैर-विभाज्य में से का प्रतिनिधि है तीन-क्विबिट अवस्थाों की कक्षाएं, दूसरा ग्रीनबर्गर-हॉर्न-ज़ीलिंगर $|\mathrm {GHZ} \rangle =(|000\rangle +|111\rangle )/{\sqrt {2}}$ अवस्था है, जिन्हें एलओसीसी द्वारा दूसरे में परिवर्तित नहीं किया जा सकता (संभावित रूप से भी नहीं)। इस प्रकार $|\mathrm {W} \rangle$ और $|\mathrm {GHZ} \rangle$ दो बहुत भिन्न प्रकार के त्रिपक्षीय सम्मिश्रता का प्रतिनिधित्व करते हैं।

यह अंतर, उदाहरण के लिए, डब्ल्यू अवस्था की निम्नलिखित रोचक प्रोपर्टी द्वारा चित्रित किया गया है: इस प्रकार यदि तीन क्विबिट में से खो जाता है, जिससे शेष 2-क्विबिट प्रणाली की स्थिति अभी भी उलझी हुई है। इस प्रकार डब्ल्यू-प्रकार के सम्मिश्रता की यह सशक्त जीएचजेड स्थिति के साथ दृढ़ता से विपरीत है, जो क्विबिट के हानि के बाद पूरी तरह से अलग हो जाती है।

डब्ल्यू वर्ग के अवस्थाों को मल्टीपार्टाइट सम्मिश्रता शुद्ध अवस्थाों के लिए मल्टीपार्टाइट सम्मिश्रता उपायों के माध्यम से अन्य सभी 3-क्विबिट अवस्थाों से अलग किया जा सकता है। विशेष रूप से, डब्ल्यू अवस्थाों में किसी भी द्विविभाजन में गैर-शून्य सम्मिश्रता होता है, जबकि 3-टेंगल विलुप्त हो जाता है, जो गीगाहर्ट्ज-प्रकार के अवस्थाों के लिए भी गैर-शून्य है।

सामान्यीकरण

डब्ल्यू अवस्था की धारणा $n$ क्वैबिट्स को सामान्यीकृत किया गया है और इस प्रकार फिर सभी संभावित शुद्ध अवस्थाओं के समान विस्तार गुणांक वाले क्वांटम सुपरपोजिशन को संदर्भित करता है जिसमें वास्तव में क्वैबिट उत्तेजित अवस्था $|1\rangle$ में होता है जबकि अन्य सभी जमीनी अवस्था $|0\rangle$ में हैं :

$|\mathrm {W} \rangle ={\frac {1}{\sqrt {n}}}(|100...0\rangle +|010...0\rangle +...+|00...01\rangle ).$

इस प्रकार कण हानि के विरुद्ध सशक्त और (सामान्यीकृत) गीगाहर्ट्ज अवस्था के साथ एलओसीसी-असमानता दोनों भी $n$-क्विबिट डब्ल्यू अवस्था इसके लिए मान्य हैं।

अनुप्रयोग

जिन प्रणालियों में एकल क्वबिट को कई दो-स्तरीय प्रणालियों के समूह में संग्रहीत किया जाता है, इस प्रकार तार्किक 1 को अधिकांशतः डब्ल्यू अवस्था द्वारा दर्शाया जाता है, जबकि तार्किक 0 को अवस्था $|00...0\rangle$ द्वारा दर्शाया जाता है। यहां कण हानि के विरुद्ध डब्ल्यू अवस्था की सशक्त बहुत ही लाभकारी प्रोपर्टी है जो इन संयोजन-आधारित क्वांटम यादों के अच्छे संग्रहण गुणों को सुनिश्चित करती है।

यह भी देखें

• नून अवस्था