2.3 Quantumbits simuleren met Quirky

De wetten van quantumcomputing zijn nogal vreemd en de meesten van ons hebben geen quantumcomputer om mee te experimenteren. Gelukkig heeft Quirky sinds vorige week nieuwe krachten gekregen en kunnen we nu een quantumbit simuleren!¹⁰¹⁰ 10 Waarom willen we überhaupt quantumcomputers bouwen als we ze zo mooi kunnen simuleren op al bestaande computers? De reden is dat simulators zoals Quirky goed werken als je maar een paar quantumbits hebt, maar snel stuk gaan als het aantal quantumbits toeneemt. Je zal hier veel meer over zien als je aan Quest 4 en 5 werkt. Ga om te beginnen naar:

https://www.quantum-quest.org/quirky

en klik op “Quest 2”. Je webbrowser zal er ongeveer hetzelfde uitzien als Fig. 2.3.

Het belangrijkste verschil met vorige week is dat de ’draad’ nu overeenkomt met een quantumbit, die in de toestand $\left|0\right\rangle$ is ingesteld.

Net als vorige week bevat de toolbox bewerkingen die we kunnen toepassen door ze vanuit de toolbox naar de draad te slepen:

Het eerste vakje, , laat ons een quantumbit meten. Laten we de volgende eenvoudige quantumberekening maken in Quirky:

Je zult zien dat de enkele lijn een dubbele lijn is geworden. In Quirky verwijzen enkele lijnen naar quantumbits, en dubbele lijnen naar gewone of ’klassieke’ bits. We weten immers uit Paragraaf 2.2 dat als we een quantumbit meten we een uitkomst krijgen die ofwel nul ofwel één is met bepaalde waarschijnlijkheden, oftewel een probabilistische bit.

Om de waarschijnlijkheid van de uitkomsten te bekijken, kunnen we de ’Probability Display’ gebruiken die we al kennen van vorige week. Laten we die toevoegen aan onze berekening en kijken wat er gebeurt:

Het lijkt erop dat het meetresultaat 100% van de tijd ‘nul’ zal zijn (beweeg met de muis over het vakje om ons vermoeden te bevestigen). Dit is natuurlijk precies wat we verwachten. Als we $\left|0\right\rangle$ meten, zal de uitkomst altijd ‘nul’ zijn volgens de meetregels in Vgl. 2.7.

In het vervolg van dit hoofdstuk zullen we de andere vakjes in de toolbox bespreken.