Кутрит

Кутри́т (квантовый трит) — квантовая ячейка, имеющая три возможных состояния. Другим, более популярным вариантом квантовых ячеек является кубит (квантовый бит) с двумя состояниями.

Суперпозиция квантовых состояний кутрита может быть разложена по трём ортогональным базисным состояниям (часто обозначаемым ${\displaystyle |0\rangle }$, ${\displaystyle |1\rangle }$, и ${\displaystyle |2\rangle }$ в бра-кет-нотации):

${\displaystyle |\psi \rangle =\alpha |0\rangle +\beta |1\rangle +\gamma |2\rangle .}$

При этом сумма коэффициентов равна 1:

${\displaystyle |\alpha |^{2}+|\beta |^{2}+|\gamma |^{2}=1.}$

В отличие от кубитов, использующих гильбертово пространство ${\displaystyle H_{2},}$ для кутритов требуется пространство большей размерности, обозначаемое ${\displaystyle H_{3}.}$

Согласно некоторым исследованиям^[1], использование кутритов вместо кубитов позволит существенно упростить реализацию некоторых квантовых алгоритмов и компьютеров.

По некоторым данным, кутриты более устойчивы к декогеренции в отдельных условиях окружающей среды^[2] Однако, непосредственное управление состояниями кутритов осложнено, и для упрощения может реализовываться путем квантового запутывания с вспомогательным кубитом.^[3]

Набор из n связанных (когерентных) кутритов представляет одновременно 3ⁿ различных состояний. Для кубитов это количество равно 2ⁿ.

См. также

• Троичная логика
• Троичный компьютер

Примечания

1. B. P. Lanyon, Quantum computing using shortcuts through higher dimensions Архивная копия от 23 января 2022 на Wayback Machine, 2 Apr 2008, Nature Physics 5, 134 (2009) doi:10.1038/nphys1150 (англ.)
2. A. Melikidze, V. V. Dobrovitski, H. A. De Raedt, M. I. Katsnelson, and B. N. Harmon, Parity effects in spin decoherence, Phys. Rev. B 70, 014435 (2004) (link)
3. B. P. Lanyon,1 T. J. Weinhold, N. K. Langford, J. L. O'Brien, K. J. Resch, A. Gilchrist, and A. G. White, Manipulating Biphotonic Qutrits, Phys. Rev. Lett. 100, 060504 (2008) (link)

Литература

• Алгебраический аппарат квантовой информатики. Учебное пособие. ВМК МГУ

Ссылки

• Квантовые компьютеры упростят за счет кутритов / 3DNews, 09.04.2008
• Физики запутали квантовый бит и квантовый трит, Lenta.ru, 27 февраля 2008
  • Physicists Demonstrate Qubit-Qutrit Entanglement, Phys.org,  (англ.)
• СТАТИСТИЧЕСКОЕ ВОССТАНОВЛЕНИЕ КВАНТОВЫХ СОСТОЯНИЙ КУТРИТОВ