量子计算是基于量子力学原理的新型计算范式,其核心概念包括:

量子比特(Qubit)⚡️

传统比特只有0或1两种状态,而量子比特通过叠加态可同时表示0和1。例如:

  • 量子态表示:|0⟩ 和 |1⟩
  • 叠加态示例:α|0⟩ + β|1⟩(α² + β² = 1)
  • 量子纠缠现象:两个或多个量子比特可形成非局域关联
量子比特

量子叠加与并行性🌌

量子系统可处于多个状态的叠加,使得量子计算能同时处理海量数据。例如:

  • 量子门操作:通过Hadamard门实现叠加
  • 并行计算能力:1个量子比特可同时表示2个状态
  • 量子算法加速:Shor算法可在多项式时间内分解大整数
量子叠加

量子纠缠与通信🌐

纠缠态是量子计算的关键资源,可用于:

  • 量子 teleportation(量子传态)
  • 量子密钥分发(QKD)
  • 量子并行计算增强
量子纠缠

扩展阅读📖

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量子原理