ГДЗ Схема Белла Задание: Составить квантовую схему для получения состояния Белла, используя предложенные элементы (H...

Схема Белла

Задание: Составить квантовую схему для получения состояния Белла, используя предложенные элементы ($H$ и $CNOT$).

Решение: Для создания одного из состояний Белла (максимально запутанного состояния двух кубитов) необходимо последовательно применить два вентиля к исходному состоянию $|00\rangle$:

1. Вентиль Адамара ($H$): Перетащите вентиль H на верхнюю линию (первый кубит) в первый пустой слот (белый квадрат). Он переводит первый кубит в состояние суперпозиции:

   $$ \frac{|0\rangle + |1\rangle}{\sqrt{2}} $$

2. Вентиль $CNOT$ (управляемое «НЕ»): Перетащите вентиль CNOT во второй слот так, чтобы он связывал обе линии. Управляющий кубит (жирная точка) должен находиться на верхней линии, а целевой кубит (круг с перекрестием) — на нижней. Этот вентиль инвертирует второй кубит только в том случае, если первый кубит равен $1$.

Итоговая схема:

Ожидаемый результат на диаграмме состояний: После запуска схемы система перейдет в состояние $|\Phi^+\rangle = \frac{|00\rangle + |11\rangle}{\sqrt{2}}$. Вероятности на диаграмме распределятся так:

• $|00\rangle$: 50%
• $|01\rangle$: 0%
• $|10\rangle$: 0%
• $|11\rangle$: 50%

Ответ: Поместить вентиль $H$ в первый слот верхней линии, затем вентиль $CNOT$ с управлением на верхней линии и целью на нижней.