ブロッホ球

ブロッホ球（ブロッホきゅう、英: bloch sphere）とは、物理学者、フェリックス・ブロッホ(Felix Bloch)にちなんで名付けられた、量子状態を単位球面上に表す表記法である。量子ビットの純粋状態とブロッホ球の要素との間には対応関係があり、量子ビットの純粋状態を明示的に表すことができる。

量子ビットの任意の純粋状態 $|\psi\rangle$ はケットベクトル $|0 \rangle$ と　 $|1 \rangle$ 　の重ね合わせ状態で表現することができる。 $|\psi\rangle = \cos\left(\theta/2\right) |0 \rangle \, + \, e^{i \phi} \sin\left(\theta/2\right) |1 \rangle =\cos\left(\theta/2\right) |0 \rangle \, + \, ( \cos \phi + i \sin \phi) \, \sin\left(\theta/2\right) |1 \rangle$ 　