mindspore打卡之量子测量
我们可以看到，采样1000中，'00’出现了503次，'11’出现了497次（由于测量具有随机性，每次运行结果会略有不同），采样结果符合概率分布，细微的误差是由模拟器噪声导致。仔细阅读的同学可以发现，在量子模拟器教程中我们已经展示过该线路的采样结果，但并未解释结果如是分布的原因，在本教程中学习了计算基测量后，相信同学们对该结果分布的认识更加深刻。

MindSpore Quantum实现测量系统中单个比特

同样地，在使用代码演示之前，我们先简单计算出理论值。

在0号量子比特上使用计算基测量$|\psi ⟩=\frac{\sqrt{2}(|00⟩+|11⟩)}{2}$：

$$\begin{array}{r}p(0)=|a{|}^2+|b{|}^2=(\frac{\sqrt{2}}{2}{)}^2=\frac{1}{2}\\ p(1)=|c{|}^2+|d{|}^2=(\frac{\sqrt{2}}{2}{)}^2=\frac{1}{2}\end{array}$$

可以看到，测量结果有两种可能：0和1，概率均是$\frac{1}{2}$。测量后的状态分别为：

$$\begin{array}{r}\frac{a}{\sqrt{|a{|}^2+|b{|}^2}}|00⟩+\frac{b}{\sqrt{|a{|}^2+|b{|}^2}}|01⟩=|00⟩\\ \frac{c}{\sqrt{|c{|}^2+|d{|}^2}}|10⟩+\frac{d}{\sqrt{|c{|}^2+|d{|}^2}}|11⟩=|11⟩\end{array}$$

我们开始搭建制备$|\psi ⟩=\frac{\sqrt{2}(|00⟩+|11⟩)}{2}$并在0号量子比特上做测量的量子线路：

在量子计算中，当我们描述一个量子态，比如 (|\psi⟩=\frac{\sqrt{2}}{2}(|00⟩+|11⟩))，这个态是两个量子比特的叠加态，其中每个量子比特的可能状态由 (|0⟩) 和 (|1⟩) 表示。在给出的表达式中，直接提到了 (a, b, c, d) 这些系数，但实际上在这个特定的上下文中，直接引用这些系数稍有误导，因为通常我们会直接使用与态相关的系数来描述量子态。

在更正后的解释中，对于态 (|\psi⟩=\frac{\sqrt{2}}{2}(|00⟩+|11⟩))，我们应该这样理解：

• 这里的量子态表示的是一个两量子比特系统，其中态 (|00⟩) 和 (|11⟩) 都是以 (\frac{\sqrt{2}}{2}) 的概率幅存在，意味着系统处于 (|00⟩) 状态的概率和处于 (|11⟩) 状态的概率都是 (\frac{1}{2})。

• 通常，当我们讨论量子态 (|\psi⟩ = a|00⟩ + b|01⟩ + c|10⟩ + d|11⟩)，其中 (a, b, c, d) 是复数系数，且满足归一化条件 (|a|^2 + |b|^2 + |c|^2 + |d|^2 = 1)，这些系数表示的是态矢量中每个基态的权重（或概率幅）。

然而，在您给出的原始态 (|\psi⟩=\frac{\sqrt{2}}{2}(|00⟩+|11⟩)) 中，实际上只涉及到了两个系数（隐含地，(a=\frac{\sqrt{2}}{2}) 对应于态 (|00⟩)，(d=\frac{\sqrt{2}}{2}) 对应于态 (|11⟩)，而 (b) 和 (c) 由于态中没有它们对应的项，因此它们的系数是0，表示态 (|01⟩) 和 (|10⟩) 不在叠加中）。

当在0号量子比特上进行测量时，因为 (|\psi⟩) 实际上是 (|00⟩) 和 (|11⟩) 的叠加，测量结果将随机出现为0或1，每种结果的概率均为 (\frac{1}{2})。测量后，系统将坍缩到对应的态 (|00⟩) 或 (|11⟩)，这与上述计算结果一致。

因此，公式中的 (a, b, c, d) 在此特定情况下应理解为量子态 (|\psi⟩) 在不同基态上的系数，而直接引用的计算实际上已经基于了态的具体形式，即 (|\psi⟩=\frac{\sqrt{2}}{2}(|00⟩+|11⟩))，其中 (a) 和 (d) 分别对应于态 (|00⟩) 和 (|11⟩) 的系数，而 (b) 和 (c) 由于态中未涉及，故在本次讨论中不起作用。