主题：【原创】科普--量子计算机到底是什么 -- bnugirl
家园 花等下文！ 鲜花已经成功送出。
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家园 又有这费脑才能看的似懂非懂的好文了 花
家园 弱弱的问一句，如果量子的东西都是这么不确定的 那它在工程上有啥用处？
家园 【原创】科普--量子计算机到底是什么--qubit 传统计算机 存储数据最基本的单位就是bit了 量子的bit 起了个新名词 就叫qubit (quantum bit) 这个词用WORD 总被当成拼写错误 microsoft显然没有做到与时俱进
bit 要么是0 要么是1 只有这两种可能 qubit 即是0 也是1 同时处于0 1两个状态 但是有一个比率 例如 它的状态可以写成 0.2|0>+0.8|1> 就是说它有20%的可能是处于0状态 80%的可能处于1状态
如果用二维坐标系来形容 bit不是在x轴 就是在y轴 而qubit 可以在这个平面上的任意点上 考虑到总概率必须是1 也可以说qubit可以在一个单位圆上的任意一点 也就是这一个qubit里 存储了一个0到1之间的任意实数
再拿电子自旋作例子 我们可以把上旋叫0 下旋叫1 反过来当然也可以 0 1 不过是区别两种状态的两个符号 一个自由电子 自旋方向没有倾向性 就是一半一半 50%的可能朝上 50%的可能朝下
我写得很是心虚 先到这儿 听听大家意见再继续
家园 【原创】科普--量子计算机到底是什么--quantum gate 刚开学 比较忙 继续
qubit与bit的一个本质区别就是对于一个qubit 0 和1的状态同时存在 那么如果有一个3-qubit的存储器 就是000,001,...,111 这2^3=8个状态同时存在 n-qubit 就是2^n个状态同时存在
在传统计算机里 对于bit的操作是通过逻辑门来实现 对于单bit的逻辑操作 只有一种 就是取非 0变1 1变0 对于单qubit的操作 那花样就多了 因为前面讲了 如果用二维坐标来表示 一个qubit的状态可以是单位圆上的任意一点 用三维坐标来表示 一个qubit的状态可以是单位球面上的任意一点 它可以从一点跑到这个球面上的任意的另外一点 可以进行的操作是无穷多的 简化一下 基本操作就是旋转 绕x y z轴 旋转任意角度
对于n-qubit 对这2^n个状态的操作是自动同时进行的 你可以说大家一起绕x 轴转30度 也可以说 是0的 向右转体30度 是1的 原地不动 所以量子计算机 可以有2^n的并行运算 这也是为什么量子计算机的计算能力可能比传统计算机有指数性增长
对于n-qubit的操作 可以简化为一个universal set 这个set里包括四个门 任何操作运算 都可以通过这四个门的不同的排列组合来实现
家园 送花有宝 恭喜：你意外获得【西西河通宝】一枚
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家园 这里不明白。 传统计算机里 对于bit的操作是通过逻辑门来实现 对于单bit的逻辑操作 只有一种 就是取非 0变1 1变0 对于单qubit的操作 那花样就多了 因为前面讲了 如果用二维坐标来表示 一个qubit的状态可以是单位圆上的任意一点 用三维坐标来表示 一个qubit的状态可以是单位球面上的任意一点 它可以从一点跑到这个球面上的任意的另外一点 可以进行的操作是无穷多的 简化一下 基本操作就是旋转 绕x y z轴 旋转任意角度对于n-qubit 对这2^n个状态的操作是自动同时进行的 你可以说大家一起绕x 轴转30度 也可以说 是0的 向右转体30度 是1的 原地不动 所以量子计算机 可以有2^n的并行运算 这也是为什么量子计算机的计算能力可能比传统计算机有指数性增长
对于n-qubit的操作 可以简化为一个universal set 这个set里包括四个门 任何操作运算 都可以通过这四个门的不同的排列组合来实现
可以解释一下，对单个qubit操作的意义么？
还有那4个门具体是什么？他通过排列组合所实现的具体操作是什么？
能不能举个量子计算机计算问题的use case？
另外
量子态 是一个球面上的任意一点 这个点 可以用三维坐标来表示 坐标么 当然可以是任意实数 实数 就不可能百分之百的准确 一定会有误差 你说让它转30度 它很可能是转了30.0001度 事实上 量子计算里 quantum gate的误差如果可以达到10^-4 也就是万分之一的错误率大家就要欢呼了这里是说，量子计算里结果或者过程什么的需要取决控制的精度么？这里似乎又变回了模拟信号。。