量子比特（逻辑量子比特）

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本文目录一览：

• 1、量子比特是什么东西啊?
• 2、量子比特的基本特征
• 3、量子比特的定义
• 4、量子计算以什么作为信息编码和存储的基本单位
• 5、量子比特的基本性质

量子比特是什么东西啊?

1、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。

2、量子比特是量子计算机的基本信息单元。与常规计算机使用的非0即1的二进制码不同，量子比特可同时以0和1的状态存在。这种不确定性来源于物理学中的量子叠加：一个量子系统能同时存在于多个分离的量子态中。想要进一步理解量子叠加，就不得不提及著名量子物理学家薛定谔的那只“既死又活”的猫。

3、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。

4、一个量子的硬币不仅可以正面或反面朝上，它甚至可以同时正反面都朝上，在你观测它之前。著名的薛定谔的猫就是这个道理，这只猫在开箱子，也就是观测之前，它又是死的又是活的，处于生和死的叠加态 (superposition state)上。正是叠加性这个奇妙的性质引出了量子比特 (quantum bit， qubit) 的概念。

5、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 。

6、量子比特：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。

量子比特的基本特征

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。

信息状态：经典比特在任何时候只能处于0或1的确定状态之一，而量子比特可以处于叠加态，即同时处于0和1的任意线性叠加状态。这种叠加态是量子世界的一种本质特征，与经典世界完全不同。 性质：除了叠加态，量子比特还可以处于纠缠态。

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。

一个量子的硬币不仅可以正面或反面朝上，它甚至可以同时正反面都朝上，在你观测它之前。著名的薛定谔的猫就是这个道理，这只猫在开箱子，也就是观测之前，它又是死的又是活的，处于生和死的叠加态 (superposition state)上。正是叠加性这个奇妙的性质引出了量子比特 (quantum bit， qubit) 的概念。

量子比特的定义

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，例如，从物理学的角度，人们习惯于根据量子态的特性称为量子比特（qubit或qbit）、纠缠比特（ebit）、三重比特（tribit）、多重比特（multibit）和经典比特（cbit）等等。

“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。

量子比特：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。

量子比特是一个只有两个状态的量子系统。然而不同于经典数位状态（其为离散），一个二状态量子系统实际上可以在任何时间为两个状态的叠加态，这两状态也可以是本征态。

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。

量子计算以什么作为信息编码和存储的基本单位

量子计算以量子比特作为信息编码和存储的基本单元。量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机。量子计算机的概念源于对可逆计算机的研究。

这些计算机依据量子力学的原理来进行数值计算和逻辑操作，以量子位（qubits）作为信息存储和处理的基本单位。与传统的比特不同，量子位能够同时表示0和1的状态，这一特性允许量子计算机在处理大量数据时展现出超越传统计算机的效率。

量子算法是一种在量子计算机上运行的算法，利用量子力学的特性来进行计算。与传统的经典计算机使用比特（bit）作为信息的基本单位不同，量子计算机使用量子比特（qubit）来存储和处理信息。量子比特具有叠加态和纠缠态的特性，使得量子计算机能够在某些情况下以指数级的速度加速计算。

量子比特的基本性质

1、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 。

2、性质：除了叠加态，量子比特还可以处于纠缠态。在纠缠态中，两个或多个量子比特之间存在一种特殊的关系，使得它们的状态是相互关联的，无论它们之间的距离有多远。这种性质使得量子计算具有一些经典计算无法拥有的优势。

3、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。

4、正是叠加性这个奇妙的性质引出了量子比特 (quantum bit， qubit) 的概念。（百度知道里不方便输入公式，更详细的介绍见量子研究网站：quantum-study.com/article/795/2html）在物理实现上，原则上具有叠加性质的两态量子系统都适用做qubit。

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