Verwendung des Begriffs "Dimension" in dieser Beschreibung von Simons Algorithmus?


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In Kaye, Laflamme und Mosca (2007) S. 106 schreiben sie Folgendes (im Kontext von Simons Algorithmus):

... wobei ist ein - dimensionaler Vektorraum durch spannte .2 sS={0,s}2s

Dies ist nicht der einzige Ort, an dem ich diesen als "zweidimensional" bezeichneten Vektorraum gesehen habe. Aber sicherlich bedeutet die Tatsache, dass es nur von einem Vektor, , überspannt wird (per Definition), dass es nur "eindimensional" ist?s

Vermisse ich hier etwas oder unterscheidet sich die Verwendung des Begriffs "Dimension" in diesem Bereich?

Mehr Kontext

Wie oben erwähnt, ist der Kontext Simons Algorithmus. Dh es existiert ein Orakel so dass genau dann ist, wenn wobei und in \ Bbb {Z} _2 ^ n addiert wird (dh bitweise). Das Ziel des Algorithmus ist es, \ mathbf {s} zu finden . f ( x ) = f ( y ) x = y s s{ 0 , 1 } nZ n 2 sf:{0,1}n{0,1}nf(x)=f(y)x=yss{0,1}nZ2ns

Nach dem Anwenden einer relevanten Schaltung ist die Ausgabe eine gleichmäßige Verteilung von so dass . Die Aussage, die ich oben zitiert habe, bezieht sich auf die Tatsache, dass, da und eine Lösung für dieses Problem sind, Sie nur linear unabhängige Vektoren benötigen , um zu finden .zs = z 1 s 1 +z{0,1}nzs=z1s1+z2s2+znsn=00sn1zs

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Der Begriff wird im gleichen Zusammenhang auch am Ende von Seite 4 dieses PDFs ( Wayback Machine-Version ) verwendet.


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Können Sie einen Kontext für die Verwendung dieses Satzes hinzufügen? Was ist , was ist , sprechen Sie von realen / komplexen Vektorräumen usw. Im Allgemeinen ist die Dimension des Raums, in dem ein Zustand lebt, einfach die Anzahl der verschiedenen vom System unterstützten Modi0s0
glS

@glS Siehe meine Bearbeitung.
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Können Sie dennoch den vollständigen Satz hinzufügen, aus dem dieser Auszug stammt?
glS

@glS Siehe meine Bearbeitung. Ich habe einen Link zu einem PDF gepostet, der dasselbe im selben Kontext sagt. Der Grund, warum ich den vollständigen Satz nicht hinzugefügt habe, ist, dass er nichts hinzufügt - er definiert einfach etwas, das für meine Frage nicht relevant ist.
Quantenspaghettifizierung

Antworten:


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Um einen ' -Zustand als Vektor in einem Hilbert-Raum darzustellen , muss der' 0' -Vektor tatsächlich ungleich Null sein. Somit ist die Bezeichnung ' 0 ' nur eine Bezeichnung für einen bestimmten Vektor (der Norm 1) in unserer Berechnungsbasis. Dies ist offensichtlich ein Missbrauch der Notation, aber es ist ziemlich häufig. Die üblichere (und weniger verwirrende) Notation wäre | 0 . Diese Notation wird sogar auf der Wiki-Seite über Qubits verwendet .000|0

Aufbauend auf dem Boden: Wir haben zweidimensionale Vektorräume V i und bezeichnen Basiselemente | 0 i und | 1 i in diesen Vektorräume. Beide Elemente haben die Norm 1. Wir bilden dann den 2 n- dimensionalen Vektorraum V = n i = 1 V i . Wir können eine Berechnungsgrundlage bestimmen b 1 b 2 ... b n mit b 1 , ...nVi|0i|1i2nV=i=1nVi|b1b2bn für V . Innerhalb von V gibt es zwei interessierende Vektoren: 0 = | 00 ... 0 und s = | s 1 s 2 ... s n , mit s 1 , ... , s n die Bits s . Der Vektorraum S = span { 0 , s } V.b1,,bn{0,1}VV0=|000s=|s1s2sns1,,snsS=span{0,s}V ist trivial zweidimensional.


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Die Dimension eines Vektorraums ist die Anzahl der Vektoren, aus denen seine Basis besteht.
Für ein Qubit gibt es zwei Basisvektoren: [1 0] und [0 1]. Daher beträgt die Dimension des Vektorraums 2.


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Wenn Sie die ursprüngliche Frage lesen, hat das Problem nicht mit Qubits zu tun, sondern mit der Art und Weise, wie Kaye, Laflamme und Mosca die Notation verwenden. (
Trotzdem
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