¿Cómo pueden los operadores en computación cuántica (por ejemplo, el operador de ‘oráculo cuántico’ de Grover) operar en qubits sin destruir el enredo entre los qubits?

Esencialmente: al no ser una observación que hace que la función de onda colapse.

En general, los algoritmos cuánticos tienen algún tipo de paso “difuminar sobre todos los valores posibles”, seguido de algunos cálculos que son completamente reversibles, y luego una observación final u otra mancha justo antes de la observación final. La primera parte es crear el enredo; todo lo que sea verdaderamente reversible no extrae información de un sistema y, por lo tanto, no está colapsando la función de onda o afectando el enredo. La última parte destruye el enredo.

(Si una operación verdaderamente reversible extraía algo de información que podría usar, entonces su operación inversa tendría que absorber esa información del resto del universo).

Los algoritmos cuánticos no tienen por qué ser así, pero se trata de los límites de lo que podemos diseñar fácilmente.

Simple: existe una gran diferencia entre medir y, por lo tanto, ” destruir ” el enredo y operar en un estado enredado.
Por ejemplo, la fase de polarización giratoria no daña el enredo. Piénselo de esta manera, para comenzar tenemos dos partículas con polarización en una superposición de H y V. Si una es H, la otra es V [en algún marco de referencia de polarización]. Pero no sabemos cuál es cuál. Si giramos la polarización, no hemos forzado al fotón a “decidirse”. Simplemente hemos cambiado la amplitud en la fórmula de superposición. En términos de superposición, hemos reemplazado, por ejemplo,
[matemáticas] \ frac {1} {\ sqrt {2}} (| 01 \ rangle – | 10 \ rangle) \ otimes \ frac {1} {\ sqrt {2}} (| 01 \ rangle + | 10 \ rangle ) [/ matemáticas]
con
[matemáticas] (cos (\ omega) | 01 \ rangle + sin (\ omega) | 10 \ rangle) \ otimes (sin (\ omega) | 01 \ rangle -cos (\ omega) | 10 \ rangle). [/mates]

Al final del día, uno realmente necesita volver a las matemáticas para no ser ambiguo sobre lo que uno realmente está describiendo en cuanto.

Bueno, cada puerta cuántica es un “operador” en el estado cuántico. Los oráculos no son realmente nada especial, solo denotan un marcador de posición teórico que generalmente se ignora al construir argumentos de complejidad. Pero una implementación práctica de un oráculo de circuito cuántico sería simplemente un circuito cuántico adicional, por lo que nada cambia realmente. Incluso si el oráculo se basó en algún proceso físico para hacer un cálculo, el procesamiento previo o posterior se realizaría mediante algún tipo de circuito cuántico.

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