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词条 量子信息
释义

在量子力学中,量子信息(quantum information)是关于量子系统“状态”所带有的物理信息。通过量子系统的各种相干特性(如量子并行、量子纠缠和量子不可克隆等),进行计算、编码和信息传输的全新信息方式。

概述

量子信息最常见的单位是为量子比特(qubit)——也就是一个只有两个状态的量子系统。然而不同于经典数位状态(其为离散),一个二状态量子系统实际上可以在任何时间为两个状态的叠加态,这两状态也可以是本征态。

主领域

量子信息学(quantum information science或quantum informatics)则是研究这方面问题的学门,简要来说是量子力学和信息学的交叉,主领域包括有:

量子计算的抽象推演,以及量子计算机(量子电脑)方面的物理系统实践。

量子通信。

量子密码学。

详解

量子是一个态.所谓态在物理上不是一个具体的物理量,也不是一个单位,也不是一个实体,而是一个可以观测记录的一组记录(也就是确定组不变量去测量另外一组量),但是这组记录可以运算.并可以求出某时刻对是已观测的纪录对比十分吻合.这个就是波动力学的基础.要解决量子信息.首先要在逻辑有一个多值逻辑理论,才能通过对于量子态对应于一个实体,也就是现在所谓的给量子的态赋给予实体的功能,这样就可以实现某些交换,也就是可以计算,只要这组态符合一定的条件,由波动力学,结论一定成立.这就是量子信息学的基础,如果一旦能找到符合理论的这些态,则计算能力将不是现有计算机的N信部题,而是的一0时计算的超量完成.对某个有限大的数组在量子态可以理论上是0时完成,也就是超距变换.这是量子信息学的研究动力

根据摩尔(Moore)定律,每十八个月计算机微处理器的速度就增长一倍,其中单位面积(或体积)上集成的元件数目会相应地增加。可以预见,在不久的将来,芯片元件就会达到它能以经典方式工作的极限尺度。因此,突破这种尺度极限是当代信息科学所面临的一个重大科学问题。量子信息的研究就是充分利用量子物理基本原理的研究成果,发挥量子相干特性的强大作用,探索以全新的方式进行计算、编码和信息传输的可能性,为突破芯片极限提供新概念、新思路和新途径。量子力学与信息科学结合,不仅充分显示了学科交叉的重要性, 而且量子信息的最终物理实现, 会导致信息科学观念和模式的重大变革。事实上,传统计算机也是量子力学的产物,它的器件也利用了诸如量子隧道现象等量子效应。但仅仅应用量子器件的信息技术,并不等于是现在所说的量子信息。目前的量子信息主要是基于量子力学的相干特征,重构密码、计算和通讯的基本原理。

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更新时间:2025/3/4 11:40:41