25、区块链与量子计算：原理、应用与未来展望

区块链与量子计算：原理、应用与未来展望

1. 量子计算基础

量子计算作为一种新兴的计算范式，正逐渐改变我们对计算能力的认知。其一般定义包含以下步骤：
1. 准备初始量子比特（qubit），例如 (|0\rangle^{\otimes n})。
2. 对初始状态应用一个酉矩阵 (U)，即 (U|0\rangle^{\otimes n})。
3. 测量状态 (U|0\rangle^{\otimes n}) 并获取结果。

一个通用的酉矩阵可以分解为多个酉矩阵的乘积，这些酉矩阵被称为量子门，即 (U = U_mU_{m - 1}\cdots U_1)。量子电路如图 1 所示：

graph LR
    classDef startend fill:#F5EBFF,stroke:#BE8FED,stroke-width:2px;
    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px;
    classDef decision fill:#FFF6CC,stroke:#FFBC52,stroke-width:2px;

    A([开始]):::startend --> B(准备初始量子比特):::process
    B --> C(应用酉矩阵 U):::process
    C --> D(测量状态):::process
    D --> E([结束]):::startend

图 1：量子计算基本流程

目前，量子计算主要有两种类型：量子