Bell-Zustände sind die vier maximal verschränkten Zustände zweier Qubits, benannt nach dem Physiker John Bell. Sie lauten: |Φ+⟩ = (|00⟩+|11⟩)/√2, |Φ-⟩ = (|00⟩−|11⟩)/√2, |Ψ+⟩ = (|01⟩+|10⟩)/√2, |Ψ-⟩ = (|01⟩−|10⟩)/√2. Der Bell-Zustand |Φ+⟩ wird erzeugt, indem ein Hadamard-Gatter auf Qubit 0 und anschließend ein CNOT-Gatter mit Qubit 0 als Steuer-Qubit und Qubit 1 als Ziel-Qubit angewendet wird. Bei der Messung liefern beide Qubits stets denselben Wert (beide 0 oder beide 1 mit gleicher Wahrscheinlichkeit) — diese Korrelation ist das Kennzeichen der Verschränkung. Bell-Zustände werden in der Quantenteleportation, der Quantenschlüsselverteilung (BB84, E91), der superdichten Kodierung und der Verschränkungsprüfung (Tests der Bellschen Ungleichung) verwendet. „Hello World“-Quantenprogramme erzeugen und messen typischerweise einen Bell-Zustand.
Verwandte Begriffe
Verschränkung
FundamentalsEine Quantenkorrelation zwischen zwei oder mehr Qubits, bei der ihre Zustände unabhängig von der Entfernung verknüpft sind.
CNOT-Gatter
GatesControlled-NOT — ein Zwei-Qubit-Gatter, das das Ziel-Qubit umkehrt, wenn das Steuer-Qubit |1⟩ ist.
Hadamard-Gatter
GatesDas H-Gatter — erzeugt aus einem Basiszustand eine gleichmäßige Superposition von |0⟩ und |1⟩.
Messung
FundamentalsDer Akt des Beobachtens eines Qubit-Zustands, der die Superposition in eine eindeutige 0 oder 1 kollabieren lässt.