
Google Logo掛上Bloch sphere。

任何 2×2的 量子位元(qubit) 密度矩陣,都能拆成「單位矩陣 + Pauli 矩陣的線性組合」。
因此,研究單 qubit 狀態時,可以:
Bloch sphere就是 量子位元(qubit) 密度矩陣的幾何地圖。
1.qubit 狀態 = 球上的一個點
不管是純態還是混合態,都能用Bloch vector 來表示。
2. 純態與混合態一眼可分
- 球面:純態
- 球內:混合態
3. 量子操作常常可視為 Bloch 球上的旋轉
尤其是么正演化對純態常常表現成 Bloch 球上的旋轉,這在量子資訊裡非常重要。
4. 密度矩陣的抽象形式被幾何化了
本來是矩陣
現在變成一支向量
更直觀。
把抽象的二維複數希爾伯特空間資訊,濃縮成三維實空間中的一個向量描述。
