浅谈量子计算PDF电子书

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浅谈量子计算pdf免费下载,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。

浅谈量子计算PDF

pdf电子书介绍

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。

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