量子教育演示系统：交互式Bloch球面与Bell态可视化技术解析

一、系统架构设计

二、交互式Bloch球面实现方案

2.1 核心数学建模

单量子态表示为：

∣ψ⟩=cos2θ​∣0⟩+eiϕsin2θ​∣1⟩

三维坐标转换：

{x=sin⁡θcos⁡ϕy=sin⁡θsin⁡ϕz=cos⁡θ⎩⎨⎧​x=sinθcosϕy=sinθsinϕz=cosθ​

2.2 可视化组件开发

import numpy as np
import plotly.graph_objects as goclass BlochSphere:def __init__(self):self.fig = go.FigureWidget(data=[go.Surface(x=np.outer(np.linspace(-1,1,50), y=np.outer(np.linspace(-1,1,50),z=np.zeros((50,50)),