毕业论文移动版

要注意，量子比特处于叠加态意着它可以处在├ |0⟩和├ |1⟩之间的连续状态中——直到它被观测，量子态则塌缩至├ |0⟩或├ |1⟩其中的某一个状态，而不是叠加态，这种现象叫做量子坍缩。

量子比特尽管具有如此奇特的属性，却不只是数学上的抽象概念,源^自(优尔:文,论)文]网[www.youerw.com，它确确实实存在于真实的自然界中。现已有许多方法能够实现量子比特，例如光子的两种不同极化；在均匀电磁场中核自选的取向；围绕单个原子的电子的两种状态——基态和激发态等。

多量子比特

假设有两个比特，对经典比特来说，有四种状态，分别是：00，01，10，11。对于量子比特来说，有四个基矢，分别是：├ |00⟩，├ |01⟩，├ |10⟩，├ |11⟩。因而双量子比特也可以处于它们的叠加态中，即

├ |ψ⟩=α_00 ├ |00⟩+α_01 ├ |01⟩+α_10 ├ |10⟩+α_11 ├ |11⟩

其中α_00、α_01、α_10、α_11是复数，又可称为幅度。类似于单量子比特系统，测量结果├ |00⟩，├ |01⟩，├ |10⟩，├ |11⟩出现的概率分别为|α_00 |^2，|α_10 |^2，|α_01 |^2，|α_11 |^2。总概率为1的归一化条件为|α_00 |^2+|α_10 |^2+|α_01 |^2+|α_11 |^2=1，在几何意义上来看，双量子比特状态就是四维复向量空间中的某个单位向量。Bell态就是一个非常重要的双量子态。

更加一般来说，对于n个量子比特的系统来说，量子状态由2^n个幅度所确定，所以当n个量子比特的系统演化时，有2^n个数据同时发生演化，这是一个非常巨大的计算能力，我们可以创造条件去利用大自然的计算潜力来满足我们的计算需要。

量子比特门

量子信息的操作变化可以用量子计算的语言来表达，经典计算机中对经典信息用经典的逻辑门电路来操作，那么类似的，在量子计算机中，处理量子信息则是用量子门进行操作。

单量子比特门

量子力学的一般属性决定了量子门的作用都是线性的，因此，所有的量子门都可以用矩阵的形式来表示，单量子比特门的唯一限制就是表示单量子比特门的相应的矩阵U要满足U^+ U=I，即矩阵U是一个酉矩阵。

常见的单量子比特门有量子非门（X门）、Z门和Hadamard门，它们的矩阵形式和符号表示如下

X≡[■(0&1@1&0)]  Z≡[■(1&0@0&-1)]  H≡1/√2 [■(1&1@1&-1)]  多量子比特门

在经典多比特门中，比特上的任意函数可以仅用与非门的复合来计算，故与非门被称为通用门。与经典情况类似，多量子比特门中也存在通用门——受控非门。受控非门有两个输入量子比特，分别称为控制量子比特和目标量子比特