Medición cuántica
La medición cuántica es el proceso de extraer información clásica de un sistema cuántico, que colapsa irreversiblemente el estado cuántico en uno de los estados de la base de medición.
Qué significa
En mecánica cuántica, la medición es un proceso fundamentalmente diferente de la observación clásica.Cuando un qubit en el estado |ψ⟩ = α|0⟩ + β|1⟩ se mide en la base computacional, colapsa probabilísticamente a |0⟩ con probabilidad |α|² o a |1⟩ con probabilidad |β|².Este colapso es irreversible — la superposición original se destruye y no puede recuperarse.La medición se describe matemáticamente mediante operadores de proyección, y la elección de la base de medición importa: medir en diferentes bases produce distribuciones de probabilidad diferentes.Esto se formaliza mediante la regla de Born y se generaliza mediante POVMs en tratamientos más avanzados.Analogía cotidiana
Errores comunes
- La medición NO simplemente revela un valor preexistente — el resultado es creado por el acto de medición en sí, como muestra el teorema de Bell.
- La medición NO es la única forma en que un estado cuántico puede cambiar — la evolución unitaria (puertas cuánticas) transforma continuamente los estados cuánticos sin colapsarlos.
- La medición de los libros de texto es no destructiva (el estado posterior a la medición es igual al resultado medido), pero la lectura en hardware real puede ser destructiva — la lectura QND (Quantum Non-Demolition) es una propiedad especialmente diseñada, y muchas máquinas comerciales en 2024–2025 no la garantizaban por defecto.
Puntos clave
- La medición colapsa irreversiblemente una superposición cuántica en un único estado clásico definido.
- Las probabilidades de los resultados de medición están determinadas por la regla de Born: P(i) = |⟨i|ψ⟩|².
- La elección de la base de medición afecta los resultados — un estado definido en una base puede ser incierto en otra.
- La medición a mitad de circuito más la retroalimentación clásica convierte la medición en una primitiva de flujo de control (el verdadero 'if'); el reinicio activo — medir y, si hace falta, voltear de vuelta a |0⟩ — es su aplicación útil más simple.
Comprueba tu comprensión
Después de medir un qubit y obtener el resultado |0⟩, ¿qué sucede si inmediatamente mides el mismo qubit de nuevo en la misma base?
- A.Obtienes |0⟩ o |1⟩ con igual probabilidad
- B.Siempre obtienes |0⟩
- C.Siempre obtienes |1⟩
- D.El qubit vuelve a su superposición original
Ver la respuesta
Respuesta: B. Siempre obtienes |0⟩
Por qué: Después de la medición, el qubit está en el estado |0⟩. Medirlo de nuevo en la misma base dará determinísticamente |0⟩ ya que no queda superposición.
Se apoya en
Fuente primaria: M. Born, Zur Quantenmechanik der Stossvorgaenge, Z. Phys. 37, 863 (1926), doi:10.1007/BF01397477
Projective measurement per von Neumann (1932). QND vendor-behavior sentences are explicitly year-qualified (2024-2025) in text.
Apréndelo con la práctica
Este concepto forma parte de un plan de 46 niveles, con un simulador interactivo y Lumen, un tutor cuyas respuestas se verifican antes de mostrarse. Los niveles 1–5 son gratuitos.