ベル状態は、物理学者ジョン・ベルにちなんで名付けられた、2量子ビットの4つの最大もつれ状態です。それらは:|Φ+⟩ = (|00⟩+|11⟩)/√2、|Φ-⟩ = (|00⟩−|11⟩)/√2、|Ψ+⟩ = (|01⟩+|10⟩)/√2、|Ψ-⟩ = (|01⟩−|10⟩)/√2です。ベル状態|Φ+⟩は、量子ビット0にアダマールゲートを適用し、その後量子ビット0を制御・量子ビット1をターゲットとするCNOTゲートを適用することで生成されます。測定すると、両方の量子ビットは常に同じ値を返します(等しい確率で両方0または両方1)。この相関がもつれの特徴です。ベル状態は、量子テレポーテーション、量子鍵配送(BB84、E91)、超密度符号化、もつれの検証(ベル不等式テスト)に使われます。「Hello World」量子プログラムは通常、ベル状態を生成して測定します。
関連用語
量子もつれ
Fundamentals2つ以上の量子ビットの状態が距離に関係なく結び付く量子的な相関。
CNOTゲート
Gates制御NOT — 制御量子ビットが|1⟩のときにターゲット量子ビットを反転させる2量子ビットゲート。
アダマールゲート
Gatesアダマールゲート(Hゲート)は、|0⟩と|1⟩の均等な重ね合わせを作る1量子ビットゲートです。量子干渉を利用するグローバー探索や多くの量子アルゴリズムの初期化に使われます。
測定
Fundamentals量子ビットの状態を観測する行為で、重ね合わせを明確な0または1に収束させる。
量子テレポーテーション
Algorithms事前に共有されたもつれと2つの古典ビットを使って、未知の量子ビットの正確な状態を遠く離れた量子ビットへ転送するプロトコルで、粒子そのものを物理的に動かすことも、コピー禁止定理を破ることもない。
超高密度符号化
Algorithms事前に共有されたもつれ対を使ってチャネルの古典的な容量を2倍にすることで、物理的には1つの量子ビットを送るだけで2つの古典的な情報ビットを送るプロトコル。