量子计算第一面:量子比特

对于计算机相关专业的同学来说,比特肯定很熟悉,它是计算机数据存储的最小单元,因为计算机都是用0和1来存储信息的,一个0或者一个1就是一个比特,而且一个比特也只能是0或是1。


量子计算第一面:量子比特

但是我今天要和你分享的量子比特却不是这样,量子比特是量子计算的基本单位,如果用0和1的比特来类别,量子比特除了是0或1,还可以是0和1的组合。

在日常生活中,我们可以用光子的偏振来简单把量子比特具象化。

实验是这样进行的,有兴趣的话你也可以试试。

实验准备:三个线性偏振膜方块。

实验步骤:

1.取两个方块,把一个放在另一个的前面,保持前后这2个方块方向一致。

2.还是这2个方块,保持一个方块固定,另一个做90 旋转。

3.旋转两个滤光片,使光线无法通过。然后取第三个滤光片,旋转45 ,并在另外两个滤光片之间滑动。

实验结果:

1.前后2块滤光片沿同一个方向排列时,你会发现光线能通过滤光片。

2.当其中一个滤光片旋转90 时,光线会被完全阻挡。

3.加入第三个方块后,本来不透光的两个滤光片重叠的区域,在三个滤光片重叠的区域有光通过。

是不是觉得很神奇?这个实验现象就是量子现象的一种。

根据以上实验,我来简单给你总结下量子计算和经典力学计算的两个区别:

第一个区别:测量

在经典力学里,对于同一个对象,测量结果总是确定的。但在量子力学里就不一定了。比如现在9点,你连续3次分别问钟表的时针是不是指向9、是不是指向3,是不是指向9,得到的结果应该是是、否、是。但是你问量子钟这样的问题,第一次和第三次的答案可能就不一样了,因为第二个问题导致它的测量方向变了,导致第三次的结果和第一次的测量环境也变了,答案就可能不一样。这也就引出了第二个区别:随机性。

第二个区别:随机性

在我们看来,抛硬币似乎是个随机事件,其实并不是,只要每次抛硬币的初始条件一样或者被测量精确,就能根据数学建模计算出抛硬币的结果,所以这是伪随机性。

但量子力学里的随机性是真随机,很大一部分原因是量子比特本身就可以是0和1的组合,类似于原子里的电子组成,电子总是在到处跳,尤其是有孤电子存在时,它会跳到哪里都是不可预知的。

以上就是我今天读《人人可懂的量子计算》这本书的一点小笔记,关于量子比特,可以用电子的自旋和光子的偏振来表示,和经典力学相比,最重要的两个区别就是测量和随机性。

我是御小黄,陪你读好书,与你共成长 [来看我]

展开阅读全文

页面更新:2024-04-26

标签:量子   偏振   随机性   量子力学   方块   力学   硬币   测量   区别   两个

1 2 3 4 5

上滑加载更多 ↓
推荐阅读:
友情链接:
更多:

本站资料均由网友自行发布提供,仅用于学习交流。如有版权问题,请与我联系,QQ:4156828  

© CopyRight 2008-2024 All Rights Reserved. Powered By bs178.com 闽ICP备11008920号-3
闽公网安备35020302034844号

Top