1、量子计算入门：原理、特性与应用

量子计算入门：原理、特性与应用

1. 学习量子计算的关键心态

学习量子计算，关键在于把握相信与质疑的时机。很多人对量子计算感兴趣，希望能深入了解，甚至能在纸上演算量子算法中每个量子比特的演化过程。这不仅意味着具备编程能力，更能让人深刻理解量子计算的强大力量、局限性以及诸如叠加、纠缠、量子并行性和量子优越性等重要概念。

学习量子计算并不需要深厚的量子力学或线性代数基础，但需要你紧跟学习节奏，认真对待。学习量子力学的难点在于缺乏直接经验。就像我们很少质疑“1 + 1 = 2”，是因为有实际生活经验。但如果没有这种经验，可能会花很多时间思考背后的哲学原理。在学习过程中，我们常常不假思索地接受所学知识，就像小时候学习除法时，不会质疑老师教的方法，事实证明这种方法在生活中很实用。所以，学习的一个重要要素是相信。在阅读相关资料时，你可以先相信所讲内容，学完后再进行挑战和质疑。为避免被“洗脑”并保持好奇心，建议记录下难以接受的概念和方法，将其作为工具谨慎使用。

2. 量子计算与经典计算的差异

2.1 基本概念：比特与量子比特

在经典计算机中，比特通过具有两个状态的物理量来表示 0 和 1，如电路中的电压（5V 表示 1，0V 表示 0）、磁驱动器中的磁化方向（向上表示 1，向下表示 0）或闪存存储层中的电荷密度（低表示 1，高表示 0）。而在量子计算机中，信息由量子比特（qubit）表示。每个量子比特和经典比特一样，有两个相互正交的状态，可标记为“0”和“1”，这两个状态也被称为基态。不同的是，量子比特还可以处于两个基态的叠加态，在这些叠加态中，两个基态可以以小于 100%的确定性同时存在，这是量子比特与经典比特的根本区别。