量子计算中的线性代数工具

量子计算中的线性代数工具

给定一个 n n n 维 ket 的集合 { ∣ b 1 ⟩ , ∣ b 2 ⟩ , ⋅ ⋅ ⋅ , ∣ b n ⟩ } \{|b_1\rangle, |b_2\rangle, ···, |b_n\rangle\} {∣b1⟩,∣b2⟩,⋅⋅⋅,∣bn⟩}, 检验它是否构成一组标准正交基

解决办法:

首先构建 A = [ ∣ b 1 ⟩ ∣ b 2 ⟩ ⋅ ⋅ ⋅ ∣ b n ⟩ ] A=[|b_1\rangle |b_2\rangle ··· |b_n\rangle] A=[∣b1⟩∣b2⟩⋅⋅⋅∣bn⟩] , 然后计算 A T A A^TA ATA.

如果结果是单位矩阵, 他就是一组标准正交基, 否则不是.

给定一组标准正交基 { ∣ b 1 ⟩ , ∣ b 2 ⟩ , ⋅ ⋅ ⋅ , ∣ b n ⟩ } \{|b_1\rangle, |b_2\rangle, ···, |b_n\rangle\} {∣b1⟩,∣b2⟩,⋅⋅⋅,∣bn⟩} 和一个 ket ∣ v ⟩ |v\rangle ∣v⟩, 将这个ket表示成基向量的线性组合, 也就是说解方程 ∣ v ⟩ = x 1 ∣ b 1 ⟩ + x 2 ∣ b 2 ⟩ + ⋅ ⋅ ⋅ + x i ∣ b i ⟩ + ⋅ ⋅ ⋅ + x n ∣ b n ⟩ |v\rangle=x_1|b_1\rangle+x_2|b_2\rangle+···+x_i|b_i\rangle+···+x_n|b_n\rangle ∣v⟩=x1∣b1⟩+x2∣b2⟩+⋅⋅⋅+xi∣bi⟩+⋅⋅⋅+xn∣bn⟩

解决办法:

构建 A = [ ∣ b 1 ⟩ ∣ b 2 ⟩ ⋅ ⋅ ⋅ ∣ b n ⟩ ] A=[|b_1\rangle |b_2\rangle ··· |b_n\rangle] A=[∣b1⟩∣b2⟩⋅⋅⋅∣bn⟩] , 那么

x 1 x 2 ... x n \] = A T ∣ v ⟩ = \[ ⟨ b 1 ∣ v ⟩ ⟨ b 2 ∣ v ⟩ ... ⟨ b n ∣ v ⟩ \] \\begin{bmatrix}x_1\\\\x_2\\\\...\\\\x_n\\end{bmatrix}=A\^T\|v\\rangle=\\begin{bmatrix}\\langle b_1\|v \\rangle\\\\\\langle b_2\|v \\rangle\\\\...\\\\\\langle b_n\|v \\rangle\\end{bmatrix} x1x2...xn =AT∣v⟩= ⟨b1∣v⟩⟨b2∣v⟩...⟨bn∣v⟩ ###### 给定一组标准正交基 { ∣ b 1 ⟩ , ∣ b 2 ⟩ , ⋅ ⋅ ⋅ , ∣ b n ⟩ } \\{\|b_1\\rangle, \|b_2\\rangle, ···, \|b_n\\rangle\\} {∣b1⟩,∣b2⟩,⋅⋅⋅,∣bn⟩} 和 ∣ v ⟩ = c 1 ∣ b 1 ⟩ + c 2 ∣ b 2 ⟩ + ⋅ ⋅ ⋅ + c i ∣ b i ⟩ + ⋅ ⋅ ⋅ + c n ∣ b n ⟩ \|v\\rangle=c_1\|b_1\\rangle+c_2\|b_2\\rangle+···+c_i\|b_i\\rangle+···+c_n\|b_n\\rangle ∣v⟩=c1∣b1⟩+c2∣b2⟩+⋅⋅⋅+ci∣bi⟩+⋅⋅⋅+cn∣bn⟩, 求 ∣ v ⟩ \|v\\rangle ∣v⟩ 的长度 **解决办法**: 使用 ∣ ∣ v ⟩ ∣ 2 = c 1 2 + c 2 2 + ⋅ ⋅ ⋅ + c i 2 + ⋅ ⋅ ⋅ c n 2 \|\|v\\rangle\|\^2=c_1\^2+c_2\^2+···+c_i\^2+···c_n\^2 ∣∣v⟩∣2=c12+c22+⋅⋅⋅+ci2+⋅⋅⋅cn2 摘自: 《人人可懂的量子计算》

相关推荐
民乐团扒谱机7 小时前
【读论文】纠缠双梳光谱学
量子计算
李乾文8 小时前
量子计算 量子密钥分发(QKD)
量子计算·量子密钥分发·qkd
李乾文9 小时前
量子计算 狄拉克符号与量子叠加态
量子计算·狄拉克符号·量子叠加态
明明真系叻9 小时前
2026.2.8周报
量子计算
李乾文11 小时前
量子计算 量子密钥分发-B92协议
量子计算·量子密钥分发·qkd·b92
李乾文11 小时前
量子计算 量子密钥分发-BB84协议
量子计算·量子密钥分发·qkd·bb84
沈浩(种子思维作者)2 天前
系统要活起来就必须开放包容去中心化
人工智能·python·flask·量子计算
永霖光电_UVLED2 天前
打造更优异的 UVB 激光器
大数据·制造·量子计算
Eloudy3 天前
全文 -- TileLang: A Composable Tiled Programming Model for AISystems
人工智能·量子计算·arch
QBoson5 天前
量子赋能多智能体路径规划:破解无人机、自动驾驶的 “避撞难题”
人工智能·自动驾驶·无人机·量子计算