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GHZ态
GHZ态是形如(|000...0⟩+|111...1⟩)/√2的最大纠缠多量子比特态。
直观演示
这是什么意思
GHZ态将贝尔态纠缠推广到三个或更多量子比特。由H + 级联CNOT创建。展示'全有或全无'关联。生活类比
想象几个密封的盒子：若都用同一种方式打开，结果总是完全一致（全为0或全为1），但单看任何一个盒子，结果都像公平抛硬币一样随机。与事先安排好的把戏不同，任何预先写好的答案都无法在所有开盒方式下重现GHZ关联（GHZ论证的默敏版本）。而且打开一个盒子不会向其他盒子发送任何信号——只有把结果汇总比较时，一致性才会显现。
像纸牌屋，移除一张全部坍塌。
GHZ电路（一个H加一串CNOT）是量子计算机的体能测试：理想情况下只应出现000…或111…。一台机器一次能纠缠多少个量子比特、纠缠得多干净，是整机级基准测试，而测量直方图中的不对称会直接暴露校准质量。
常见误解
- GHZ纠缠不是成对的 -- 是真正的多体纠缠。
- GHZ态比贝尔态更脆弱。
- 顺序构建大型GHZ态会使CNOT深度线性增长——每个CNOT都需要时间，而退相干持续累积，因此朴素的构建方式会失败；真实的基准测试会并行化CNOT以降低电路深度。
要点总结
- |GHZ⟩ = (|000...0⟩+|111...1⟩)/√2。
- H + 级联CNOT创建。
- 真正的多体纠缠。
- GHZ制备是标准的整机纠缠基准；IBM在2025年报告了使用优化CNOT布局的120量子比特GHZ制备（截至2026年）。
检验你的理解
3量子比特GHZ态丢失一个量子比特后？
- A.剩贝尔态
- B.剩乘积态
- C.剩余2量子比特的最大混合态
- D.不变
查看答案
答案: C. 剩余2量子比特的最大混合态
原因: 追踪掉GHZ态的一个量子比特得到最大混合态。
先修概念
相关概念
一次文献: 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.