1.4.1 Erste Schritte

Lass uns die Benutzeroberfläche von Quirky Schritt für Schritt anschauen. Oben findest du eine Menüzeile mit nützlichen Befehlen:

Die ‘Reset’-Taste lässt dich Quirky zurücksetzen und von vorne beginnen. Die ‘Undo’- und ‘Redo’-Tasten machen Änderungen rückgängig oder stellen sie wieder her (undo engl. für “rückgängig machen”, redo engl. für “wiederherstellen”). Beachte, dass du auch einen ‘Reset’ rückgängig machen kannst. Durch einen Klick auf ‘Share’ kannst du dein Programm mit anderen teilen. Über die ‘Make $R(r)$’-Taste sprechen wir später.

Unter dem Menü gibt es die Toolbox mit den grundlegenden Operationen die wir schon kennen:

Die erste Box, $\bigoplus$, entspricht der $\mathrm{NOT}$ Operation aus Abschnitt 1.2, die den Zustand invertiert. Die anderen zwei Operationen betrachten wir gleich. Zum Glück musst du dir das nicht alles merken – wenn du mit der Maus über die Boxen fährst (oder sie auf deinem Handy antippst) siehst du ihre Beschreibung.

Unter der Toolbox siehst du das Herz von Quirky, das probabilistische Bit:

Die Doppellinie (oder auch ‘Draht’) entspricht einem Bit, das mit dem Zustand $[0]$ initialisiert ist. Du kannst Operationen auf das Bit anwenden, indem du sie aus der Toolbox auf den Draht ziehst. Versuche mal, die folgende simple Berechnung in Quirky umzusetzen: ⁶⁶ 6 Falls du die digitale Version dieser Vorlesungsnotizen liest, kannst du einfach auf die Bilder klicken, um Quirky im Browser zu öffnen. Dann wird der ganze Schaltkreis automatisch kopiert! Falls das nicht funktioniert, öffne https://www.quantum-quest.org/quirky einfach selbst.

Wie können wir nun das Ergebnis dieser Berechnung anzeigen? Da wir im Allgemeinen mit Wahrscheinlichkeiten arbeiten, suchen wir einen Weg, Wahrscheinlichkeiten anzuzeigen. Mit der grünen Box mit dem Namen Prob aus dem ‘Display’-Bereich der Toolbox können wir genau das tun. Füg sie doch einfach mal zu der Berechnung hinzu und schau was passiert:

Es sieht so aus, als würde man bei einer Messung mit Wahrscheinlichkeit 100% das Ergebnis $1$ erhalten (wenn du mit der Maus über die Box fährst, siehst du welcher Zustand oben und unten ist). Das entspricht natürlich unserer Erwartung. Der ursprüngliche $[0]$ Zustand wird durch die $\mathrm{NOT}$ Operation zu einem $[1]$ Zustand geflippt. Nach den Mess-Regeln aus Gl. 1.32 wird das Ergebnis also immer $1$ sein.