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量子比特

雪花又一年 2018-05-04 13:28:00 浏览51 评论0

摘要: 参照Shannon信息论中比特描述信号可能状态的特征,量子信息中引入“量子比特”的概念。量子比特的英文名字为quantum bit,简写为qubit或qbit。 1983年,Stephen wiesner在他量子货币的提案中第一次引入了量子比特的概念。

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参照Shannon信息论中比特描述信号可能状态的特征,量子信息中引入“量子比特”的概念。量子比特的英文名字为quantum bit,简写为qubit或qbit。


1983年,Stephen wiesner在他量子货币的提案中第一次引入了量子比特的概念。而“量子比特”这个术语的问世应归功于Benjamin schumacher,在他论文的致谢辞中,schumacher 表示术语“量子比特”是他在同William wootters的一次谈话时提出的,只是因为它同古代的一种长度测量单位腕尺(cubit)的发音相似。在量子计算中,作为量子信息单位的是量子比特,量子比特与经典比特相似,只是增加了物理原子的量子特性。


在两态的量子力学系统中量子比特用量子态来描述,这个系统在形式上与复数范围内的二维矢量空间相同。两态量子力学系统的例子是单光子的偏振,这里的两个状态分别是垂直偏振光和水平偏振光,或者是电子的自旋。


在经典力学系统中,一个比特的状态是唯一的,而量子力学允许量子比特是同一时刻两个状态的叠加,这是量子计算的基本性质。从物理上来说量子比特就是量子态,因此,量子比特具有量子态的属性。由于量子态的独特量子属性,量子比特具有许多不同于经典比特的特征,这是量子信息科学的基本特征之一。在接下来的《量子计算》专题中,我们将清晰地比较经典比特和量子比特的异同。我们将会看到量子比特有着与经典比特(0或者1)截然不同的新特点,从而勾起人们制造量子计算机的构想。毕竟,宇宙万事万物真的是在做量子计算啊。


在下一小节,我们将介绍如何表示一个量子态,特别是一个量子比特。


原文发布时间为:2016-03-17
本文作者:尤文龙
本文来源:量子趣谈,如需转载请联系原作者。

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