Qubit：Qubit

qubit是一个量子位，与量子计算相对应，像传统计算中的二进制数字或位。位是传统计算机中信息的基本单元，qubit是量子计算机中信息的基本单位。
　　
　　在量子计算机中，许多基本的微粒像电子、光子均可以利用（通常，离子也可被利用）。用它们的电荷或被描述为0或1得两级分化行为。这些微粒的每一个都以量子位或qubit著称。这些微粒的特性和行为形成了量子计算的基础。量子物理学两个最相关的方面是重叠和牵连。
　　
　　重叠原理（Superposition）
　　
　　把qubit考虑成磁场中的电子。电子的宣转可能与磁场一致，称为上旋转状态，或者与磁场相反，称为下旋状态。通过提供脉冲能量使电子旋转从一种状态变为两一种状态，例如从激光。让我们假设我们用一单位激光能量。但是假设我们仅用半单位的激光能量并完全消除外界对微粒的影响将会怎样呢？根据量子理论，微粒将进入重叠状态，即同时处于两种状态下，每一个qubit呈现重叠状态0和1。因此量子计算机的计算数是2的n次方，n是qubit的位数。量子计算机如果有500qubits，就在每一步作2500次运算。这是一个可怕的数，2500比地球上已知的原子数还要多（这是真正的并行处理，当今的经典计算机，所谓的并行处理器仍然是一次只做一件事情）。但是这些微粒如何相互作用呢？他们通过量子牵连来做。
　　
　　牵连原理（Entanglement）
　　
　　在某点上相互作用的微粒（像光子、电子和qubits）之间具有一种关系，能够成对的纠缠在一起，这一过程被称为相关性。知道了纠缠在一起的一个微粒的状态是上或下的话，它同伴的旋转是在其相反的方向上。令人惊奇的是，由于层叠现象，被测定的微粒没有单独的旋转方向，而是同时成对的处于上旋和下旋状态。被测微粒的旋转状态由测量时间和与其相关的微粒决定，其相关微粒同时处于相反的旋转方向。这一真实的现象（爱因斯坦称其为“一定距离之间的神奇行为”），至今没有任何恰当的理论可以解释，只是简单的被接受着。量子牵连就是无论qubits之间有多远的距离都能同时相互作用（不受光速限制）。无论相互作用的微粒之间相距多远，他们都将相互缠在一起直到被分开。
　　
　　量子的重叠与牵连原理产生了巨大的计算能力。普通计算机中的2位寄存器在某一时间仅能存储4个二进制数（00、01、10、11）中的一个，而量子计算机中的2-qubit寄存器可同时存储这四个数，因为每一个qubit可表示两个值。如果有更多qubits的话，能力就呈指数级提高。

最近更新时间：2008-06-17 EN