依量子力學的描述,任何細微物質都可能依機率而存在於不同的狀態(波粒兩元論),而在不受干擾時,它會以一種「量子疊加態」(quantum superposition status)的不確定方式呈現。只是一旦我們去觀察或記錄它時,這種疊加態就會立即因干擾而塌縮,變成了我們想要看到的狀態。
歷史
大部分量子的狀態在實際觀測前都像開箱前的硬幣一樣是用機率來表示的,而這種不確定最後結果的狀態,科學家們給了一個名字叫做疊加態 (superposition)。 舉個簡單的例子:我們準備一顆向下自旋的電子,讓它通過一個有一半機率使它往上轉的裝置。
一般電腦的位元,不是0就是1,但是量子電腦的位元,一般稱為量子位元(qubits),可以和薛丁格的貓類似,處於「0和1的疊加態」。. 這大大增加了儲存資訊的空間,比如說若是有10個量子位元,每個可以是0或1,就有2 10 = 1024種可能,而若是有20個量子位元,則就有2 20 = 1,048,576種可能,可處理的運算量將會隨著量子位元的數量增加而快速成長,提供更強大的計算能力
假設在波函數塌縮之前,也就是在態疊加的時候,已經先確定「結果」了 這個結果是一個註定性的,與機率無關 波函數塌縮只是呈現出「像是結果的現象」 那麼這樣聽起來 「機率」有沒有可能就只是一個障眼法呢? 有沒有可能大家都被上帝擺了一道?
依量子力學的描述,任何細微物質都可能依機率而存在於不同的狀態(波粒兩元論),而在不受干擾時,它會以一種「量子疊加態」(quantum superposition status)的不確定方式呈現。只是一旦我們去觀察或記錄它時,這種疊加態就會立即因干擾而塌縮,變成了我們想要看到的狀態。
為何測量可把系統從機率疊加態變成單一確定結果? 當一條狗、甚至一隻蒼蠅觀察系統時,是否也造成狀態改變? 當氣體分子與系統有交互作用(我們知道這會發生,但從不視為測量),是否會影響
此疊加態直到被量測破壞後才呈現出0或1的最終結果,至於兩者中何者會呈現,則完全由它們各自的機率振幅來決定,亦即機率振幅越大者,被量測到的機會越大。
舉例來說如果輸入是0,輸出會變成0和1的平均疊加(圖三)。這個邏輯閘常用於產生量子疊加態,是量子電路中最重要的元素之一。 圖三、第一個位元中的0經過H閘之後,變成0和1的疊加。從B中可以看出第一個位元處於0和1的機率都是50%。
但是要得到答案,我們必須測量疊加態 中C0至CN-1的狀態。然而每次測量只能測到其中一種可能的狀態,且測量後疊加態不復存在,因此想要得到疊加態中C0至CN-1的統計資訊我們必須重新計算並測量結果,這樣量子平行性的好處就將完全被抹殺。
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依量子力學的描述,任何細微物質都可能依機率而存在於不同的狀態(波粒兩元論),而在不受干擾時,它會以一種「量子疊加態」(quantum superposition status)的不確定方式呈現。只是一旦我們去觀察或記錄它時,這種疊加態就會立即因干擾而塌縮,變成了我們想要看到的狀態。
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疊加態經重複量測後會演化成一個多重量子 世界,人們在各自的世界裡量測只能得到他 那個世界裡給定的結果。這派人希望由此給 量子量測理論一個新的架構,同時希望能建 立一個可涵蓋整個宇宙在內的量子理論,這 就是現實主義學派所謂的多重宇宙觀。
Abstract [[abstract]]量子計算是一種機率性質的計算模式,所有的狀態以不同的機率振幅構成一 個疊加態而同時呈現,疊加態要經過量測後才能夠得到明確的結果。量子計算是 可逆的計算,每一個量子邏輯閘對映到數學的一個麼正矩陣,因此量子運算就是 一系列麼正矩陣的變換過程。
0跟1是可以同時存在的,重點在機率。 所以2個qubits經由量子疊加就會同時產生00,01,10,11四個重疊態,也就是量子運算處理資訊的能力就變成了2的N次方。
假設:每一個被翻轉的機率為獨立的 簡化起見,我們就假設每一個qubit都有p的機率被翻轉也就是施加X gate Syndrome Measurement:一個可以不破壞量子態而能告訴哪裡錯誤的測量 我們無法單獨去測量每一個qubit,因為一但如此做,疊加態就會被破壞。