量子比特，量子比特的基本特征

本文目录一览

1，量子比特的基本特征
2，量子比特的物理特性
3，量子比特的介绍
4，量子比特与经典比特有什么区别什么是量子纠缠态
5，四大基本力
6，你知道什么是量子吗你知道什么是量子比特吗

1，量子比特的基本特征

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。

量子比特的基本特征

2，量子比特的物理特性

量子计算机的物理结构是纠缠态原子自身的有序排列，量子比特在系统中表示状态记忆和纠缠态。量子计算是通过对具有量子算法的量子比特系统进行初始化而实现的，这里的初始化指的是把系统制备成纠缠态的一些先进的物理过程。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。

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。由于量子比特具有量子性，因此量子比特包含信息更多，且有望实现更快的计算速度。

量子比特的物理特性

3，量子比特的介绍

量子比特还没有一个明确的定义，不同的研究者采用不同的表达方式。参照Shannon信息论中比特描述信号可能状态的特征，量子信息中引入了“量子比特”的概念。

"量子比特" 在学术文献中的解释 1、量子计算机的输入用一个具有有限能级的量子系统来描述,如二能级系统(称为量子比特),量子计算机的变换(即量子计算)包括所有可能的幺正变换文献来源 2、日本以是一自旋为12的粒子或具有两个偏振方向的三菱电机公司2004年11月宣布,研究人员用防光子,所有这些体系,均称为量子比特文献来源 3、量子信息科学采用这个奇妙的量子态作为信息单元(称为量子比特)...}+}e}一l 文献来源 http://define.cnki.net/webforms/webdefines.aspx?searchword=%e9%87%8f%e5%ad%90%e6%af%94%e7%89%b9 如果不懂的话，你可以用这个知识库来查！！！

量子比特的介绍

4，量子比特与经典比特有什么区别什么是量子纠缠态

通俗模式：前面的回答已经很精彩了，我再稍微补充一点，因为关于量子纠缠的比喻有很多。中科大量子信息实验室的老大郭光灿院士曾经打过一个比方比喻量子通信，说在美国的女儿生下孩子那一瞬间，远在中国的母亲就变成了姥姥

通俗模式：　　前面答已经精彩我再稍微补充点关于量纠缠比喻科量信息实验室郭光灿院士曾经打比比喻量通信说美孩瞬间远母亲变姥姥即便自知道所姥姥别且定姥姥间种纠缠关系@ivony 打比重点：兵张辽司马懿句相于张辽司马懿纠缠块没句量纠缠意义解释清　　高深模式　　通量比特epr佯谬能差理解量纠缠概念吧　　1）量比特：经典信息系统信息单元位或者比特（bit）作信息单元物理角度讲比特两态系统或非、真或假、0或1等量信息系统用量位或量比特（qubit）表示信息单元量比特两逻辑态叠加态（叠加态介绍详见@谭永答）　　经典比特量比特同处于能处于或量比特处于任意叠加态所说量比特携带信息量要远远于经典比特携带信息能理解量计算机速度要远远超现计算机　　2）epr佯谬：epr佯谬einstein, podolsky and rosen（斯坦、波尔斯基罗森）三提假想实验　　实验基本思想：考虑由两粒ab(称epr)组复合系统初始总自旋零各自自旋随两两粒沿相反向传输空间若单独测量a(或b)自旋则自旋向(或向)能概率1/2若已测粒a自旋向(或向)粒b管测量与否必处自旋向(或向)本征态　　斯坦等认：两粒足够远第粒测量影响第二粒epr佯谬基于种定域论观点提　　玻尔则持完全同看认粒ab间存着量关联管空间远其粒实施局域操作必同导致另粒状态改变量力非局域性随着量光发展越越理论实验支持玻尔看否定epr观点说量纠缠存空间间都没关系　　量力理论习惯前面提半自旋粒ab(epr)两独立态(向或向)别记作量系统处于叠加态　　说其粒测量知道另外粒状态　　补充量体系光交偏振态电或原核自旋、原或量点能级等等些存两态（表示10）体系都用制备纠缠态（schrodinger首先提纠缠态词指粒体系或自由度体系种能表示直积形式叠加态）epr简单纠缠态

5，四大基本力

宇宙的四大基本的作用力，依强弱次序分别为：1强核作用力-核子中的结合力-有效范围10^-12公分2电磁力（强核作用力的1/137-精细结构常数）-有效范围:远程力 -原子中的结合力及分子中的结合力(分子间还有凡得瓦力)3弱核作用力（约强核作用力的1/100,000）-太阳辐射光的能力-有效范围10^-16公分4万有引力（约强核作用力的10^40分之1）-太阳系的结合力-有效范围:远程力。这四种作用力分别由四种玻色子来传递（见下四图）：1传递强核作用力的粒子：胶子内部结构模型图2传递电磁力的粒子：光子内部结构模型图3传递弱核作用力的粒子：W及Z玻色子内部结构模型图4传递万有引力的粒子：引(重)力子内部结构模型图图中＋－号代表不可分割的最小正负电磁信息单位-量子比特（qubit）（名物理学家约翰.惠勒John Wheeler曾有句名言:万物源于比特 It from bit量子信息研究兴盛后,此概念升华为，万物源于量子比特）注：位元即比特

……引力:万有引力。由引力子传递，与质量成正比，距离成反比。长程力，在四种力中最弱。可以扭曲时空。电磁力：电荷（磁级）正负相同为排斥力，相反为吸引力。由光子传递，与电量成正比，距离成反比。长程力，在四种力中第2强。弱力:造成β衰变一类的衰变的力。由希格斯粒子(W+、W-、Z0)传递，较弱，短程力，作用在夸克级的粒子。是四种力中第3强的。强力：是夸克之间的吸引力，由胶子传递（束缚质子和中子于原子核中的是其附加效果由π介子传递）。在有效距离内，距离越大，力约大。短程力，在四种力中最强

好象是对的 ------- 我不知

按本质来说有四种基本形式，即万有引力，电磁力，强相互作用力，弱相互作用力。粒子的相互作用组成物质的粒子之间力的相互作用。所有相互作用可归结为四种，即强相互作用、电磁相互作用、弱相互作用和万有引力作用。四种作用的比较如下表：强相互作用、电磁相互作用、弱相互作用、引力相互作用四种作用的区别在于：（1）相对强度： 1 、10的-2次方、10的-3次方、10的-38次方；（2）作用范围(米)：10的-15次方、米、＜10的-17次方、米；（3）举列：核力、原子力、β衰变、天体力；（4）被作用粒子：夸克、带电或带磁的一切物体、强子轻子、一切物体；（5）煤介子：色胶子、光子、中间玻色子、引力子。科学家正在对这四种基本的相互作用进行深入的研究，很有可能把强作用、弱作用和电磁作用统一起来。

6，你知道什么是量子吗你知道什么是量子比特吗

下面这句话，用的就全是专业概念：“基于量子叠加原理，一个量子比特可以同时处于0状态和1状态。” 　说得明确一点就是，n个量子比特能存储2的n次方个比特的信息。奇妙的是，说这番话的不是民科，而是2016年以来大火的《宝宝的物理学》系列的作者克里斯·费利（Chris Ferrie）博士。这是他在《宝宝的量子信息学》里写的。他甚至还做了一个幽默的比喻：为了存储我最喜欢的一个分子（咖啡因）的信息，就需要地球上所有的手机！下面我们来从头解释起。　　量子比特是什么？ “比特”是计算机科学的基本概念，指的是一个体系有且仅有两个可能的状态，一般用“0”和“1”来表示。典型的例子，如硬币的正、反两个面或者开关的开、关两个状态。但在量子力学中，有一条基本原理叫做“叠加原理”：如果两个状态是一个体系允许出现的状态，那么它们的任意线性叠加也是这个体系允许出现的状态。现在问题来了，什么叫做“状态的线性叠加”？为了说清楚这一点，最方便的办法是用一种数学符号表示量子力学中的状态，就是在一头竖直一头尖的括号“|>”中填一些表示状态特征的字符。这种符号是英国物理学家狄拉克发明的，称为“狄拉克符号”。　在量子信息中，经常把两个基本状态写成|0>和|1>。而|0>和|1>的线性叠加，就是a|0> + b|1>，其中a和b是两个数，这样的状态称为“叠加态”。“线性”意味着用一个数乘以一个状态，“叠加”意味着两个状态相加，“线性叠加”就是把两个状态各自乘以一个数后再加起来。现在，你明白“一个量子比特可以同时处于0状态和1状态”是什么意思了吧？它实际是说，量子比特可以处于|0>和|1>的叠加态。在一个时刻只会处于一个这样的确定的状态，既不是同时处于两个状态，也不是迅速在两个状态之间切换，也不是处于一个不确定的状态，更不是时空分裂。不得不说，“同时处于0状态和1状态”是一个很容易令人糊涂的说法，好像禅宗的打机锋，远不如旋钮的比喻清楚易懂。更糟糕的是，读者可能会以为自己懂了，然后胡乱引申，造成更大的误解。在科普文章中，类似这样的令人似懂非懂的说法太多了，简直是遍地陷阱。那么，为什么许多人言之凿凿地说，n个量子比特包含2的n次方个比特的信息？要让这句话有意义，关键在于：把a|0> + b|1>中的a和b这两个系数，当作两个比特的信息。这当然不是个严格的说法，因为把连续变量和离散变量混为一谈了。不过只要你姑且接受这种表述，你就可以明白，他们实际想说的是，“n个量子比特包含2的n次方个系数”，这就是正确的了。这是怎么算出来的？对于一个量子比特，n = 1，体系可以取的状态是a|0> + b|1>，有a和b两个系数，系数的个数等于2的1次方。对于两个量子比特，n = 2，体系可以取的状态是……是什么？你也许会觉得，第一个量子比特的状态是a1|0> + b1|1>，第一个量子比特的状态是a2|0> + b2|1>，总共有4个系数。错了！按照这种方式，当你有第三个量子比特时，只是增加a3|0> + b3|1>的两个系数，总共有6个系数。广而言之，每个量子比特提供两个系数，所以n个量子比特包含的系数个数就是2n，怎么会是2的n次方呢？真正的关键在于，对于多量子比特的体系，基本的描述方式并不是“第一个量子比特处于某个态，第二个量子比特处于某个态……”，而是“系统整体处于某个态”。系统整体可以处于什么态呢？再次回忆叠加原理（敲黑板）！是的，叠加原理对多粒子体系也适用。所以，我们要做的就是找出多粒子体系可以处于的基本状态，而这些多粒子基本状态是由单粒子的|0>态和|1>态组合而成的。下面我们来看这些基本状态。首先，你可以让每一个量子比特都处于自己的|0>态，这时系统整体的状态是所有这n个|0>态的直接乘积（称为“直积”），可以简写为|000…>，狄拉克符号里有n个“0”。然后，在这个态的基础上，你可以让第一个量子比特变成自己的|1>态，这时系统整体的状态是|100…>，这也是一个直积态。然后，在|000…>的基础上，你可以让另一个量子比特（比如说第二个）变成自己的|1>态，这时系统整体的状态是|010…>。这样，你可以走遍所有的由n-1个“0”和1个“1”组成的字符串。然后，在|000…>的基础上，你可以让两个量子比特变成自己的|1>态。这样，你可以走遍所有的由n-2个“0”和2个“1”组成的字符串。这个过程继续下去，最终你会把所有的量子比特都变成自己的|1>态，得到由n个“1”表示的|111…>这个态。在这个过程中，你得到了所有的由“0”和“1”组成的长度为n的字符串。这样的态总共有多少个呢？第一位有2种选择，第二位也有2种选择，一直到第n位都是2种选择。所有这些选择乘起来，就是2的n次方种选择。注意是相乘，而不是相加。在高中学过排列组合、二项式定理的同学们，肯定都看明白了吧？机智如我，早已看穿了一切。顺便说一下，这样的一个n粒子状态，有可能可以表示成n个单粒子状态的乘积，这时我们称它为“直积态”，但更常见的是不能表示成n个单粒子状态的乘积，这时我们称它为“纠缠态”。作为一个简单的例子，二粒子体系的(|00> + |11>) / √2就是一个纠缠态。你可以试着证明一下，很容易的~

首先，只有在天文学和一些其他情形下，这些规则和定律是显而易见的。然而随着文明的发展，特别是近300年期间，越来越多的规则和定律被发现。这些定律的成功，使得拉普拉斯在19世纪初主张科学的宿命论。他提议只要给定宇宙在某一时刻的结构，由给定的一组定律即能精确地决定它的演化。拉普拉斯的宿命论在两个方面是不完整的。它没讲定律应该如何选择，也没指定宇宙的初始结构。这些都留给了上帝。上帝会选择让宇宙如何开始并要服从什么定律，但是一旦开始之后它将不再干涉。事实上，上帝是被限制于19世纪科学不能理解的领域里。我们现在知道，拉普拉斯的宿命论的希望，至少在按照他头脑中的方式，是不能实现的。量子力学不确定性原理表明，某些诸如粒子的位置和速度的对偶的量，不能同时以完全的精确度去预言。量子力学通过一族量子理论来处理这种情形，粒子没有很好定义的位置和速度，而是由一个波来代表。它们给出了这波随时间演化的定律，在这种意义上，这些量子理论从属于宿命论。这样，如果某一时刻这个波是已知的，便可以将任一时刻的波算出。只是当我们试图按照粒子的位置和速度对波作解释之时，不可预见性的紊乱的要素才出现。但这也许是我们的错误：也许不存在粒子的位置和速度，只有波。只不过是我们企图将波硬套到我们预想的位置和速度的观念之中而己。由此导致的不一致乃是表面上不可预见性的原因。事实上，我们已经重新将科学的任务定义为发现能使我们在由不确定性原理设定的极限内预言事件的定律。然而，还存在如下问题：宇宙的定律和初始条件是如何及为何选取的？因为正是引力使宇宙的大尺度结构成形，即使它是四类力中最弱的一种。引力定律和直到相当近代还被坚持的宇宙随时间不变的观念不相协调：引力总是吸引的这一事实意味着，宇宙必须或者在膨胀或者在收缩。按照广义相对论，宇宙在过去某一时刻必须有一无限密度的状态，亦即大爆炸，这是时间的有效起始。类似地，如果整个宇宙坍缩，在将来必有另一个无限密度的状态，即大挤压，这是时间的终点。即使整个宇宙不坍缩，在任何坍缩形成黑洞的局部区域里都会有奇点。这些奇点正是任何落进黑洞的人的时间终点。在大爆炸或其他奇点，所有定律都失效，所以上帝仍然有完全的自由去选择发生了什么以及宇宙是如何开始的。当我们将量子力学和广义相对论相结合，似乎产生了以前从未有过的新的可能性：空间和时间一起可以形成一个有限的、四维的没有奇点或边界的空间，这正如地球的表面，但有更多的维数。看来这种思想能够解释观察到的宇宙的许多特征，诸如它的大尺度一致性，还有像星系、恒星甚至人类等等小尺度的对此均匀性的偏离。它甚至可以说明我们观察到的时间的箭头。但是如果宇宙是完全自足的、没有奇点或边界、并且由统一理论所完全描述，那么就对上帝作为造物主的作用有深远的含义。有一次爱因斯坦问道：“在制造宇宙时上帝有多少选择性？”如果无边界假设是正确的，在选择初始条件上它就根本没有自由。当然，它仍有选择宇宙所服从的定律的自由。然而，实在并没有那么多的选择性；很可能只有一个或数目很少的完整的统一理论，它是自治的，并且允许复杂到像能研究宇宙定律和询问上帝本性的人类那样的结构的存在。即使只存在一个可能的统一理论，那只不过是一组规则或方程。是什么赋予这些方程以生命去制造一个为它们所描述的宇宙？通常建立一个数学模型的科学方法不能回答，为何必须存在一个为此模型所描述的宇宙这样的问题。为何宇宙陷入其存在性的错综复杂之中？是否统一理论是如此之咄咄逼人，以至于其自身之实现成为不可避免？或者它需要一个造物主？若是这样，它还有其他的宇宙效应吗？又是谁创造了造物主？