QuellengeprüftLevel 3

GHZ-Zustand

Der GHZ-Zustand ist ein maximal verschränkter Multi-Qubit-Zustand der Form (|000...0⟩+|111...1⟩)/√2.

Was es bedeutet

GHZ verallgemeinert Bell-Verschränkung auf drei oder mehr Qubits.Erzeugt durch H + kaskadierte CNOTs.

Alltagsvergleich

Wie synchronisierte Schwimmer.
Wie ein Kartenhaus.
Der GHZ-Schaltkreis (ein H plus eine Kette von CNOTs) ist der Fitnesstest des Quantencomputers: Idealerweise sollten nur 000... oder 111... erscheinen. Wie viele Qubits eine Maschine auf einmal verschränken kann — und wie sauber — ist ein Benchmark des gesamten Geräts, und Asymmetrien im gemessenen Histogramm legen die Kalibrierungsqualität direkt offen.

Häufige Missverständnisse

  • GHZ ist echte Multipartiten-Verschränkung.
  • GHZ ist fragiler als Bell-Zustände.
  • Wer einen großen GHZ-Zustand sequenziell aufbaut, lässt die CNOT-Tiefe linear wachsen — und da jedes CNOT Zeit kostet, während sich die Dekohärenz weiter ansammelt, scheitert die naive Konstruktion; echte Benchmarks parallelisieren CNOTs, um die Tiefe zu reduzieren.

Das Wichtigste

  • |GHZ⟩ = (|000...0⟩+|111...1⟩)/√2.
  • H + kaskadierte CNOTs.
  • Echte Multipartiten-Verschränkung.
  • GHZ-Präparation ist ein Standard-Benchmark für die Verschränkung des gesamten Geräts; IBM berichtete 2025 die Präparation eines 120-Qubit-GHZ-Zustands mit optimierter CNOT-Platzierung (Stand 2026).

Verständnis prüfen

Was passiert bei Verlust eines Qubits im 3-Qubit-GHZ?

  1. A.Bell-Zustand bleibt
  2. B.Produktzustand
  3. C.Maximal gemischter Zustand
  4. D.Keine Änderung
Antwort anzeigen

Antwort: C. Maximal gemischter Zustand

Warum: Maximal gemischter Zustand der verbleibenden 2 Qubits.

Baut auf

QubitQuantenverschränkungBell-ZuständeHadamard-GatterCNOT-Gatter

Primärquelle: Greenberger, Horne, Shimony & Zeilinger, Am. J. Phys. 58, 1131 (1990), doi:10.1119/1.16243

IBM 120-qubit GHZ benchmark sentence in keyTakeaways is explicitly as-of-2026 qualified.

Praktisch lernen

Dieses Konzept ist Teil eines Curriculums mit 46 Leveln, einem interaktiven Simulator und Lumen — einem Tutor, dessen Antworten vor der Anzeige geprüft werden. Level 1–5 sind kostenlos.

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