Nûnertiya qada Bloch di teoriya agahdariya kuantûmê de amûrek hêzdar e ku dihêle ku em rewşa qubitek di cîhê sê-alî de xuyang bikin. Ew nûneriya geometrîkî ya rewşa qubitê peyda dike, ku yekîneyek bingehîn a agahdariya quantum e. Sfera Bloch bi navê fîzîknasê Swîsreyî Felix Bloch, ku di sala 1946-an de destnîşan kir, tê binavkirin.
Ji bo ku em fêm bikin ka qada Bloch çawa dixebite, em pêşî taybetmendiyên bingehîn ên qubitê bînin bîra xwe. Qubit pergalek kuantûmê ya du-astî ye ku dikare di serpêhatiya dewletên bingehîn ên wê de hebe, bi gelemperî wekî |0⟩ û |1⟩ têne destnîşan kirin. Van dewletên bingehîn bi bitên klasîk 0 û 1 re têkildar in, lê di cîhana kuantûmê de, qubitek dikare di navhevokek xêzikî ya her du dewletan de hebe, ku wekî α|0⟩ + β|1⟩ tê nîşandan, ku α û β jimareyên tevlihev in ku têrker in. rewşa normalbûnê |α|^2 + |β|^2 = 1.
Qada Bloch temsîla grafîkî ya hemî rewşên gengaz ên qubit peyda dike. Ew di cîhê sê-alî de yekîneyek e, ku polên bakur û başûr ên qonaxê bi rêzê, dewletên bingehîn |0⟩ û |1⟩ temsîl dikin. Her nuqteya li ser rûberê zemînê bi rewşek taybetî ya qubit re têkildar e.
Ji bo ku em fam bikin ka dewletek qubit çawa li qada Bloch tê temsîl kirin, em dikarin têgeha vektora Bloch bikar bînin. Vektora Bloch vektoreke sê-alî ye ku ji navenda kereyê ber bi xala ku rewşa qubitê temsîl dike nîşan dide. Dirêjahiya vektora Bloch paqijiya dewletê nîşan dide, bi dirêjiya 1 rewşek paqij û dirêjiyek ji 1 kêmtir jî rewşek tevlihev nîşan dide.
Arasteya vektora Bloch qonax û serpêhatiya rewşa qubit nîşan dide. Mînakî, heke vektora Bloch rasterast ber bi jor ve (li ser teşeya z-yê) nîşan bide, qubit di rewşa |0⟩ de ye. Ger ew rasterast ber bi xwarê ve (li hemberê teşeya z) nîşan bide, qubit di rewşa |1⟩ de ye. Her rêgezek din a vektora Bloch serpêhatiya dewletên bingehîn temsîl dike.
Ji bo ku em bibînin ka ev di pratîkê de çawa dixebite, werin em çend mînakan bifikirin. Bifikirin ku me qubitek di rewsa |+⟩ = (|0⟩ + |1⟩)/√2 de heye, ku lihevkirineke wekhev a dewletên bingehîn temsîl dike. Vektora Blochê ya têkildar li tenişta x-xebata qada Bloch, di nîvê rê de di navbera polên bakur û başûr de nîşan dide.
Naha, werin em mînakek din bifikirin ku qubit di rewşa |1⟩ de ye. Di vê rewşê de, vektora Bloch rasterast ber bi jêr-xebata z-ya negatîf a qada Bloch ve nîşan dide.
Nûnertiya qada Bloch rê dide me ku em rewşa qubitê bi rengek zelal û întuîtîv xuya bikin. Bi vekolîna pozîsyona vektora Blochê ya li ser qafê, em dikarin bi hêsanî rewşa qubitê diyar bikin û taybetmendiyên wê fam bikin. Ev dîtbarî bi taybetî bi nirx e dema ku bi pergalên quantumê yên tevlihevtir re mijûl dibe, ku li wir pir qubit tevlê dibin, ji ber ku ew nûneriyek geometrîkî peyda dike ku di têgihiştin û analîzê de dibe alîkar.
Nûneriya qada Bloch rê dide me ku em rewşa qubitek di cîhê sê-alî de xuyang bikin. Ew bi karanîna vektora Bloch, ku ji navenda kereyê ber bi xala têkildar a li ser rûyê wê ve, nîşanek geometrîkî ya rewşa qubit peyda dike. Arasteya vektora Bloch qonax û serpêhatiya rewşa qubit nîşan dide, lê dirêjahiya vektorê paqijiya dewletê nîşan dide. Ev amûra dîtbarî di têgihiştin û analîzkirina pergalên agahdariya quantum de bêqîmet e.
Pirs û bersivên din ên vê dawiyê di derbarê Qada Bloch:
- Nûneratiya qada Bloch destûrê dide meriv ku qubitek wekî vektora qadek yekpare nîşan bide (ku geşedana wê bi zivirandina vektorê, ango hejandina li ser rûyê qada Blochê tê xuyang kirin)?
- Dewletên sifir û yek li ser qada Bloch çawa têne temsîl kirin û çima dibin dewletên antîpodal?
- Girîngiya xela z-ya erênî ya li ser qada Bloch çi ye û ew çawa bi rewşa sifir a qubitê re têkildar e?
- Du pîvanên ku ji bo danasîna rewşa qubitek li ser qada Bloch têne bikar anîn çi ne?
- Rewşa qubitek bi karanîna nûneriya qada Bloch çawa tê destnîşan kirin?