Blochi sfääri uurija

Suhteline faas on kvantarvutuse põhimehhanism. Blochi sfääri ekvaatoril on olek |0⟩ ja |1⟩ superpositsioon. Mõõtes X- või Y-baasis, need kaks komponentiinterfereeruvad. Sõltuvalt faasist phi liituvad need kas konstruktiivselt (joondudes komplekstasandil, et anda 100% tõenäosus) või destruktiivselt (tühistades teineteist 0%-ni). Allolev interaktiivne kompass näitab seda dünaamilist interferentsi delta muutumisel.

Üheainsa kubiti kogu olek on vaid üks punkt selle kera pinnal. Põhjapoolus on |0⟩, lõunapoolus on |1⟩ ja kõik nende vahel on superpositsioon. Laiuskraad (θ) määrab, kuidas tõenäosused jagunevad 0 ja 1 vahel — poolused tähendavad kindlust, ekvaator 50/50 münti —, samas kui pikkuskraad (φ) määrab faasi. Praktiline järeldus: Z-baasis mõõtmine küsib lihtsalt, kummale poolkerale su punkt kaldub.

Pane tähele poolnurka: olek kasutab cos(θ/2), mitte cos(θ). See kahekordne tegur on sügava seose tunnus — 3D-pöörded moodustavad rühma SO(3), kuid kubiti tegelik olekuruum on SU(2), mis mähib selle ümber kaks korda. Tagajärg on üllatav: pööra kubitit terve 360° ja koju naasmise asemel pöördub selle olekuvektor väärtuseks -|ψ⟩; alles teine täispööre, terve 720°, taastab selle. Iga elektron jagab sedasama spinori-käitumist, mida ilmestab Diraci vöötrikk.