量子链量子手环是谁发明的?

量子链  时间:2021-07-13  阅读:()

什么是“量子”?什么是“量子比特”?

下面这句话,用的就全是专业概念:“基于量子叠加原理,一个量子比特可以同时处于0状态和1状态。

”? 说得明确一点就是,n个量子比特能存储2的n次方个比特的信息。

奇妙的是,说这番话的不是民科,而是2016年以来大火的《宝宝的物理学》系列的作者克里斯·费利(Chris Ferrie)博士。

这是他在《宝宝的量子信息学》里写的。

他甚至还做了一个幽默的比喻:为了存储我最喜欢的一个分子(咖啡因)的信息,就需要地球上所有的手机!? 下面我们来从头解释起。

?   量子比特是什么?? “比特”是计算机科学的基本概念,指的是一个体系有且仅有两个可能的状态,一般用“0”和“1”来表示。

典型的例子,如硬币的正、反两个面或者开关的开、关两个状态。

? 但在量子力学中,有一条基本原理叫做“叠加原理”:如果两个状态是一个体系允许出现的状态,那么它们的任意线性叠加也是这个体系允许出现的状态。

? 现在问题来了,什么叫做“状态的线性叠加”?为了说清楚这一点,最方便的办法是用一种数学符号表示量子力学中的状态,就是在一头竖直一头尖的括号“|>”中填一些表示状态特征的字符。

这种符号是英国物理学家狄拉克发明的,称为“狄拉克符号”。

 在量子信息中,经常把两个基本状态写成|0>和|1>。

而|0>和|1>的线性叠加,就是a|0> + b|1>,其中a和b是两个数,这样的状态称为“叠加态”。

“线性”意味着用一个数乘以一个状态,“叠加”意味着两个状态相加,“线性叠加”就是把两个状态各自乘以一个数后再加起来。

现在,你明白“一个量子比特可以同时处于0状态和1状态”是什么意思了吧?它实际是说,量子比特可以处于|0>和|1>的叠加态。

在一个时刻只会处于一个这样的确定的状态,既不是同时处于两个状态,也不是迅速在两个状态之间切换,也不是处于一个不确定的状态,更不是时空分裂。

不得不说,“同时处于0状态和1状态”是一个很容易令人糊涂的说法,好像禅宗的打机锋,远不如旋钮的比喻清楚易懂。

更糟糕的是,读者可能会以为自己懂了,然后胡乱引申,造成更大的误解。

在科普文章中,类似这样的令人似懂非懂的说法太多了,简直是遍地陷阱。

那么,为什么许多人言之凿凿地说,n个量子比特包含2的n次方个比特的信息?? 要让这句话有意义,关键在于:把a|0> + b|1>中的a和b这两个系数,当作两个比特的信息。

这当然不是个严格的说法,因为把连续变量和离散变量混为一谈了。

不过只要你姑且接受这种表述,你就可以明白,他们实际想说的是,“n个量子比特包含2的n次方个系数”,这就是正确的了。

? 这是怎么算出来的?? 对于一个量子比特,n = 1,体系可以取的状态是a|0> + b|1>,有a和b两个系数,系数的个数等于2的1次方。

? 对于两个量子比特,n = 2,体系可以取的状态是……是什么?? 你也许会觉得,第一个量子比特的状态是a1|0> + b1|1>,第一个量子比特的状态是a2|0> + b2|1>,总共有4个系数。

? 错了!按照这种方式,当你有第三个量子比特时,只是增加a3|0> + b3|1>的两个系数,总共有6个系数。

广而言之,每个量子比特提供两个系数,所以n个量子比特包含的系数个数就是2n,怎么会是2的n次方呢?? 真正的关键在于,对于多量子比特的体系,基本的描述方式并不是“第一个量子比特处于某个态,第二个量子比特处于某个态……”,而是“系统整体处于某个态”。

? 系统整体可以处于什么态呢?再次回忆叠加原理(敲黑板)!是的,叠加原理对多粒子体系也适用。

所以,我们要做的就是找出多粒子体系可以处于的基本状态,而这些多粒子基本状态是由单粒子的|0>态和|1>态组合而成的。

下面我们来看这些基本状态。

? 首先,你可以让每一个量子比特都处于自己的|0>态,这时系统整体的状态是所有这n个|0>态的直接乘积(称为“直积”),可以简写为|000…>,狄拉克符号里有n个“0”。

? 然后,在这个态的基础上,你可以让第一个量子比特变成自己的|1>态,这时系统整体的状态是|100…>,这也是一个直积态。

? 然后,在|000…>的基础上,你可以让另一个量子比特(比如说第二个)变成自己的|1>态,这时系统整体的状态是|010…>。

这样,你可以走遍所有的由n-1个“0”和1个“1”组成的字符串。

? 然后,在|000…>的基础上,你可以让两个量子比特变成自己的|1>态。

这样,你可以走遍所有的由n-2个“0”和2个“1”组成的字符串。

? 这个过程继续下去,最终你会把所有的量子比特都变成自己的|1>态,得到由n个“1”表示的|111…>这个态。

在这个过程中,你得到了所有的由“0”和“1”组成的长度为n的字符串。

? 这样的态总共有多少个呢?第一位有2种选择,第二位也有2种选择,一直到第n位都是2种选择。

所有这些选择乘起来,就是2的n次方种选择。

注意是相乘,而不是相加。

在高中学过排列组合、二项式定理的同学们,肯定都看明白了吧? 机智如我,早已看穿了一切。

顺便说一下,这样的一个n粒子状态,有可能可以表示成n个单粒子状态的乘积,这时我们称它为“直积态”,但更常见的是不能表示成n个单粒子状态的乘积,这时我们称它为“纠缠态”。

作为一个简单的例子,二粒子体系的(|00> + |11>) / √2就是一个纠缠态。

你可以试着证明一下,很容易的~

如何部署Qtum量子链节点

获取Qtum节点 可以通过以下四种方法之一获得Qtum节点程序: 1. 直接下载二进制文件 如果你并不关心Qtum的源码,部署Qtum节点最方便的方法是在Qtum release page(点击打开)下载最新的二进制文件,目前支持的平台包括Linux,Windows,OSX。

建议选择最新版进行下载,本教程以撰写时的最新版v0.14.13为例。

(注意,你所看到最新版的版本号可能不同,如这里是0.14.13,其他字符串保持不变)
  • Mac用户请下载:qtum-0.14.13-osx64.tar.gz
  • Linux用户请下载:?qtum-0.14.13-i686-pc-linux-gnu.tar.gz(32位)或qtum-0.14.13-x86_64-linux-gnu.tar.gz(64位)
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  • 树莓派用户请下载:qtum-0.14.13-arm-linux-gnueabihf.tar.gz 下载压缩包解压后,<解压路径>/bin/下包含qtumd和qtum-cli,即为本教程要用到的Qtum节点可执行文件。

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    量子手环是谁发明的?

    中国科学技术大学潘建伟教授。

    中国科学技术大学潘建伟教授主持的量子隐形传态研究项目组2013年测出,量子纠缠的传输速度至少比光速高4个数量级。

    量子手环是基于量子纠缠原理开发出的一种高度灵敏的微弱磁场检测仪,将人体器官标准生物磁场波变成代码,储存在电脑芯片中,提取所需检测项目的生物磁场波与电脑芯片中标准生物磁场波进行对照,。

    检测的生物磁场波与标准磁场波相同,仪器发出共振信号,表示人体健康,反之则产生非共振信号,表示人体处于非健康状态。

    扩展资料: 理论建立 量子物理学是研究微观粒子运动规律的学科,是研究原子、分子以至原子核和基本粒子的结构和性质的基本理论。

    量子理论的突破首先出现在黑体辐射能量密度随频率的分布规律上。

    1900年10月,由于普朗克解释黑体辐射现象,将维恩定律加以改良,又将玻尔兹曼熵公式重新诠释,得出了一个与实验数据完全吻合普朗克公式来描述黑体辐射。

    普朗克提出能与观测结果很好地符合的简单公式,实验物理学家相信其中必定蕴藏着一个尚未被揭示出来的科学原理。

    普朗克发现,如作如下假定则可从理论上导出其黑体辐射公式:对于一定频率ν的辐射,物体只能以hν为能量单位吸收或发射它,h称之为普朗克常数。

    换言之,物体吸收或发射电磁辐射,只能以量子的方式进行,每个量子的能量为E=hν,称为作用量子。

    从经典力学来看,能量不连续的概念是绝对不允许的。

    但是在诠释这个公式时,通过将物体中的原子看作微小的量子谐振子,不得不假设这些量子谐振子的总能量不是连续的,即总能量只能是离散的数值(经典物理学的观点恰好相反)。

    普朗克进一步假设单独量子谐振子吸收和放射的辐射能是量子化的,这一观点严重地冲击了经典物理学。

    量子论涉及物质运动形式和运动规律的根本变革。

    首先注意到量子假设有可能解决经典物理学所碰到的其他疑难的是爱因斯坦。

    他试图用量子假设去说明光电效应中碰到的疑难,提出了光量子概念,认为辐射场就是由光量子组成。

    每一个光量子的能量E与辐射的频率ν的关系是E=hν。

    采用光量子概念之后,光电效应中出现的疑难随即迎刃而解。

    至此普朗克提出的能量不连续的概念,才逐渐引起物理学家的注意。

    就这样,一位谨慎的物理学家普朗克掀起了20世纪初量子物理学革命的帷幕。

    参考资料来源:搜狗百科-量子
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