量子计算基础：从经典到量子
量子计算基础：从经典到量子 量子计算是计算机科学的一个革命性分支，它利用量子力学原理来执行计算任务。与传统计算机使用比特（0或1）不同，量子计算机使用量子比特（qubits），可以同时存在于多个状态的叠加中。 经典比特 vs 量子比特 经典比特 在经典计算机中，比特只能存在于两种状态之一： 0（关闭） 1（开启） 这可以用数学表示为： $$|0\rangle = \begin{pmatrix} 1 \ 0 \end{pmatrix}, \quad |1\rangle = \begin{pmatrix} 0 \ 1 \end{pmatrix}$$ 量子比特 量子比特可以存在于叠加态中，同时表示0和1： $$|\psi\rangle = \alpha|0\rangle + \beta|1\rangle$$ 其中$\alpha$和$\beta$是复数，满足$|\alpha|^2 + |\beta|^2 = 1$。 量子叠加原理 量子叠加是量子计算的核心概念。一个量子比特可以存在于多个状态的叠加中： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 # 量子比特叠加示例 import numpy as np # 状态 |0⟩ state_0 = np.array([1, 0]) # 状态 |1⟩ state_1 = np.array([0, 1]) # 叠加态 (|0⟩ + |1⟩)/√2 superposition = (state_0 + state_1) / np.sqrt(2) print("叠加态:", superposition) 量子门操作 量子门是操作量子比特的基本单元，类似于经典计算机中的逻辑门。 ...