浅谈量子计算.pdf
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2020年2月6日
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浅谈量子计算，这本书为读者简述了关于量子计算的原理说明，同时针对量子计算来做了很多的解释，对不懂量子计算的读者可以弄清其中的原理。
介绍
自二次大战之后计算机的雏形出现，科技日新月异，甚至像摩尔定律(Moore’sLaw)预测的成指数增长。随著人们要求更大的计算量，也开始发掘这样新奇的可能性：利用量子位元(qubit)储存，并以量子力学预测的行为来操弄他们。量子电脑真能在眨眼间处理天文数字，还是另一个不切实际的幻想 ? 笔者将和读者介绍缠结的概念，然后定性的说明两个演算法。接著，讨论它与传统计算机有什麽不同，或注定的限制。
量子的总结
现在，可以介绍缠结(entanglement)的概念了，这可以充分展示量子物理的奇特，以至于瞬间运输资讯，在某种意义上，是可能的。
详言之，如果有 u, v, w 三个量子位元，现在将 v, w 通过一个「逻辑闸」(某种矩阵)，输出之后，v, w 不再无关，也就是缠结了。将 w 运送到远方，依然不改变他们的缠结。这时考虑 u, v, w 的合成系统(现在 u 并未和 v, w 缠结)，我们可以测量此合成的波函数 | φ >，透过把他们重新以某种新「基底」(座标轴)表示，可以知道 w 原来的值，即使它在很远的地方，而且 v, w 也没有接触。
事实上，根据狭义相对论，资讯传播的速度不可能超过光速 c，故起初有人(包括爱因斯坦)为了调和量子力学的「矛盾」，认为有某些变数并未在量子力学被考虑；如果这样作，就可以完整描述系统，物理事件也不是机率性的。但是这并未被广泛接受。
量子侦测误差
真实世界中，有许多不可避免的噪音(资讯的扰动)使传输资讯不同调(decoherence, 与环境交互作用)。古典系统中，最简单的办法就是把一个位元重複多次，使他们「投票」决定哪个是正确的，因为大部分的位元讹误，比起少部分位元讹误来的不可能。遗憾的是，有人证明(不可複製定理 , No-
cloning theorem)量子系统不可能被完整複製。
可是 Shor 在 1995 年提出这个演算法：假如我们有 x, y, z, 量子位元，透过一些「逻辑闸」可以直接比较(XOR)x 和 y 是否不同 , 以及 y 和 z 是否不同。这样就不难推敲之中有哪些由 | 0 > 变 | 1 >(或反过来)了。
浅谈量子计算截图
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