← Quantum Store · Dersler · Tüm paketler · Öğrenme yolları

Kuantum hesaplamayı sıfırdan öğren · Ders 3 / 6 · 8 dk

Ölçüm: kuantumdan klasiğe geçiş

Ölçüm bir kübite ne yapar, kuantum programları neden binlerce kez çalıştırılır ve kuantum bilgi neden kopyalanamaz?

Ölçüm durumu değiştirir

Klasik bir biti okumak onu değiştirmez. Kübitte durum farklıdır: ölçüm, süperpozisyondaki kübiti 0 ya da 1’den birini “seçmeye” zorlar. Ölçümden sonra kübit artık o sonucun durumundadır. Hemen tekrar ölçersen aynı sonucu alırsın.

Yani H kapısından sonra ölçüp 1 gördüysen, karışım ortadan kalkmıştır. Kübitin ölçümden önceki genliklerine ait bilgi kaybolur.

Neden binlerce kez çalıştırırız?

Tek bir ölçüm sana yalnızca bir sonuç söyler. Olasılıkların kendisini görmek için aynı devreyi baştan kurup defalarca çalıştırır, sonuçları sayarız. Her çalıştırmaya “atış” (shot) denir. Gerçek kuantum bilgisayarlarda bir deney genellikle binlerce atış içerir.

Deneme alanındaki “1000 kez ölç” düğmesi tam olarak bunu yapar. Olasılık çubukları ise simülatörün hesapladığı kesin değerlerdir; gerçek bir cihazda bunları ancak çok sayıda atışla yaklaşık olarak öğrenebilirsin.

Kopyalama yasağı

Bilinmeyen bir kübit durumunun birebir kopyasını çıkarmak doğa yasaları gereği imkânsızdır. Kopyalayabilseydik binlerce kopyayı ölçüp genlikleri tek bir kübitten öğrenebilirdik; ama bunu yapamayız.

Bu bir eksiklik gibi görünse de kuantum şifrelemenin temelidir. BB84 gibi protokollerde araya giren bir dinleyici kübitleri ölçmek zorunda kalır, ölçüm durumu bozar ve dinleme fark edilir. Mağazadaki “BB84 kuantum anahtar dağıtımı” paketinde bunu simüle edebilirsin.

Kendin dene

“Durum vektörünü göster” bağlantısını aç: H’den sonra iki genlik de 0,707 ve olasılıklar %50. Sonra “Klasik bit gibi: NOT” örneğine geç: tek bir genlik 1 ve sonuç kesin, ölçmeden bile biliyorsun.

Akılda kalsın

• Ölçüm süperpozisyonu bozar; kübit ölçülen sonucun durumunda kalır.
• Olasılıkları öğrenmek için devre çok kez çalıştırılır; her çalıştırma bir atıştır.
• Bilinmeyen bir kuantum durumu kopyalanamaz.
• Ölçümün durumu bozması, kuantum şifrelemede dinleyiciyi yakalamak için kullanılır.

Kendini sına

Bir kuantum programı neden genellikle binlerce kez çalıştırılır?

• Kübitlerin ısınması için
• Her ölçüm tek bir rastgele sonuç verdiği için olasılıkları görmek gerekir
• Programın derlenmesi uzun sürdüğü için

← Süperpozisyon: 0 ve 1’in karışımı · Dolanıklık: birbirine bağlı kübitler →