贝尔态是两个量子比特的四个最大纠缠态,以物理学家 John Bell 命名。它们是:|Φ+⟩ = (|00⟩+|11⟩)/√2、|Φ-⟩ = (|00⟩−|11⟩)/√2、|Ψ+⟩ = (|01⟩+|10⟩)/√2、|Ψ-⟩ = (|01⟩−|10⟩)/√2。贝尔态 |Φ+⟩ 通过对量子比特 0 施加一个 Hadamard 门,然后施加一个以量子比特 0 为控制、量子比特 1 为目标的 CNOT 门来创建。测量时,两个量子比特总是返回相同的值(都为 0 或都为 1,概率相等)——这种关联正是纠缠的标志。贝尔态被用于量子隐形传态、量子密钥分发(BB84、E91)、超密编码,以及纠缠验证(贝尔不等式检验)。“Hello World”量子程序通常就是创建并测量一个贝尔态。
相关术语
量子纠缠(Entanglement)
Fundamentals两个或多个量子比特之间的一种量子关联,无论相距多远它们的状态都彼此关联。
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CNOT 门(CNOT Gate)
Gates受控非门(Controlled-NOT)——当控制量子比特为 |1⟩ 时翻转目标量子比特的双量子比特门。
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Hadamard 门(Hadamard Gate)
GatesH 门——从基态创建 |0⟩ 与 |1⟩ 的等权叠加。
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测量(Measurement)
Fundamentals观测量子比特状态的行为,会使叠加坍缩为确定的 0 或 1。
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量子隐形传态(Quantum Teleportation)
Algorithms一种利用预先共享的纠缠和两个经典比特,把一个未知量子比特的精确状态传送到远处另一个量子比特上的协议,全程无需物理移动粒子本身,也不违反不可克隆定理。
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超密编码(Superdense Coding)
Algorithms一种只需物理传输一个量子比特就能发送两个经典信息比特的协议,它利用预先共享的纠缠对把信道的经典容量提高一倍。
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