Esfera de Bloch

La esfera de Bloch es una esfera unitaria utilizada para visualizar el estado de un solo qubit. Cada estado puro de qubit |ψ⟩ = cos(θ/2)|0⟩ + e^(iφ)sin(θ/2)|1⟩ corresponde a un punto único en la superficie de la esfera mediante el ángulo polar θ y el ángulo azimutal φ. El polo norte representa |0⟩ y el polo sur representa |1⟩. Los puntos del ecuador representan superposiciones equitativas: |+⟩, |−⟩, |i⟩, |−i⟩. Las puertas de un solo qubit corresponden a rotaciones de la esfera de Bloch: la puerta X es una rotación de 180° alrededor del eje X, la puerta Z alrededor del eje Z y la puerta H alrededor del eje entre X y Z. Los estados mixtos (provenientes de la decoherencia) se representan mediante puntos dentro de la esfera. La esfera de Bloch es puramente una herramienta de visualización para qubits individuales: los estados de múltiples qubits no pueden representarse de esta manera.