Qubit State Simulator
Simula stati quantistici fino a 4 qubit, applica gate logici e visualizza la Bloch sphere. Tool educativo client-side: nessun dato trasmesso.
Configurazione stato
Bloch Sphere (proiezione XZ)
- θ (polar)
- 0 rad
- φ (azimuthal)
- 0 rad
- x component
- 0
- z component
- 1
Basis states - sistema 1 qubit
Quantum Computing - risorse per studenti IT
Questo tool supporta studenti dei corsi magistrali in Quantum Engineering e Information Technology di:
- Politecnico di Torino - primo percorso italiano in Quantum Engineering, con laboratori IBM Quantum
- Quantum Circuit Visualizer - visualizza circuiti multi-gate con notazione standard
Approfondisci la teoria con la serie UniAppunti / Quantum Computing.
Come utilizzare Qubit State Simulator
Scegli il numero di qubit
Seleziona da 1 a 4 qubit con i pulsanti dedicati nel pannello di configurazione.
Configura lo stato base
Imposta lo stato base |ψ⟩ = α|0⟩ + β|1⟩ con gli slider di modulo e fase, oppure carica un esempio predefinito (|+⟩, |−⟩, |i⟩, Bell).
Applica un gate
Seleziona un gate (H, X, Y, Z, S, T) e il qubit target, poi clicca "Applica gate".
Leggi il risultato
Consulta le probabilità dei basis states e, per un singolo qubit, la posizione sulla Bloch sphere.
Suggerimenti
- Parti dagli esempi predefiniti (|+⟩, |−⟩, |i⟩, Bell) per capire velocemente come leggere ampiezze e probabilità.
- Applica più gate in sequenza sullo stesso stato per osservare come evolve la sovrapposizione.
- Usa "Reset |0⟩" per ripartire da zero senza dover ricaricare la pagina.
Domande frequenti
Cosa rappresenta la Bloch sphere mostrata nel tool?
È una proiezione 2D (piano XZ) della sfera di Bloch, che visualizza geometricamente lo stato di un singolo qubit tramite gli angoli theta (polare) e phi (azimutale) derivati dalle ampiezze alpha e beta.
Perché la Bloch sphere non è visibile con più di 1 qubit?
La rappresentazione a sfera di Bloch è definita solo per un singolo qubit. Con sistemi multi-qubit il tool mostra invece l'elenco dei basis states con relative probabilità.
Il simulatore gestisce l'entanglement reale tra qubit?
No, di default costruisce un product state senza entanglement replicando lo stesso qubit base su N qubit. L'unica eccezione è l'esempio precaricato Bell |Φ+⟩, che è realmente entangled.
Che differenza c'è tra i gate S e T?
Entrambi sono gate di fase: S applica una fase di pi/2 a |1⟩, mentre T applica una fase di pi/4. T è quindi una rotazione di fase più piccola rispetto a S.
Per simulazioni con noise model o density matrix serve altro?
Sì, questo tool è pensato per uso didattico con stati puri. Per simulazioni avanzate con rumore e matrici di densità servono librerie dedicate come Qiskit o Cirq.