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Bloch Sphere

Definition / 释义

布洛赫球(Bloch sphere):量子信息与量子力学中用于可视化单量子比特(两能级量子系统)纯态的几何表示。通常用单位球面上的一点(或等价的方向矢量)来表示量子态;混合态可对应球内的点(用布洛赫向量长度表示“纯度”)。

Pronunciation / 发音(IPA)

/blɑːx spɪr/ (美式常见)
/blɒx spɪə/ (英式常见)

Examples / 例句

The Bloch sphere helps beginners visualize a qubit state.
布洛赫球帮助初学者直观地理解量子比特的状态。

Any single-qubit pure state can be represented as a point on the surface of the Bloch sphere, and common gates correspond to rotations of that point.
任何单量子比特的纯态都可以表示为布洛赫球表面上的一个点,而常见量子门可对应为该点的旋转。

Etymology / 词源

Bloch 来自物理学家 Felix Bloch(费利克斯·布洛赫) 的姓氏;sphere 意为“球体”。“布洛赫球”这一名称源于两能级系统的表示与 Bloch 向量/布洛赫方程 等概念的联系,后来在量子计算与量子信息中被广泛采用,用来形象描述量子比特态空间的几何结构。

Related Words / 相关词

Literary Works / 文献与著作中的用例

  • Michael A. Nielsen & Isaac L. Chuang, Quantum Computation and Quantum Information(经典教材,系统使用布洛赫球讲解单量子比特与量子门)
  • J. J. Sakurai & Jim Napolitano, Modern Quantum Mechanics(在两能级系统、自旋与几何表示相关章节中常涉及布洛赫球/布洛赫向量思想)
  • Felix Bloch (1946), “Nuclear Induction”(提出与两能级系统动力学相关的布洛赫方程与布洛赫向量框架,为后续布洛赫球表述奠定背景)
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