如何用Python可视化地表示多量子位系统？

Question

我试图直观地展示一个3量子位系统在执行某种算法/门之前和之后的比较。在

例如哈达玛门前后的3量子比特系统

psi =   1|000> + 1|001> 

哈达玛3量子比特矩阵

^{pr2}$

这可以用ket表示法写成：

0.70711|000> + 0.70711|010> + 0.70711|100> + 0.70711|110>

我最初考虑使用布洛赫球体，但很快意识到布洛赫球体只适用于单个量子比特系统。在

我遇到了Python的Quantum工具箱，QuTiP，特别是这个关于可视化的页面（http://qutip.org/docs/2.2.0/guide/guide-visualization.html），但我很困惑这是如何应用于我试图实现的，或者这些可视化揭示了系统的哪些方面？在

在这个例子中，我的问题是什么是最好的方法来可视化或展示哈达玛门应用前后量子系统发生的变化？在

当谈到量子计算/量子比特时，我还是个初学者，所以任何建议都是受欢迎的！在

Answer 1

事实上，很难用几何的方式来想象一个多量子比特系统。多位系统的同位球是非常复杂的。你的问题中的链接提供了一种使用我们从状态密度矩阵得到的概率分布来可视化状态的方法。这是一个很好的方法来观察多量子比特系统，如果你有兴趣研究一旦你确定了一个测量的基础，概率是如何变化的。在

或者您可以查看这个quantum circuit visualization tool。它显示了一旦你应用了一个电路，不同基极的振幅是如何变化的。如果系统没有像你这样的量子位，它会很好地工作