量子计算机理论基础与基本原理VIP专享

1 量子计算机理论基础与基本原理胡经国本文根据大量网上公开发表的有关资料编写而成，仅供读者进一步了解和研究参考。特此说明。一、量子计算机理论背景㈠、量子理论资料显示，在19 世纪末 20 世纪初，物理学处于新旧交替的时期。生产的发展和技术的提高导致了物理实验上一系列重大发现，使当时的经典物理理论“大厦”越来越牢固，欣欣向荣；而唯一不协调的是，在物理学“天空”上出现了小小的“两朵乌云”。但是，正是这“两朵乌云”揭开了物理学革命的序幕。其中，从一朵“乌云”下“降生”了量子论；紧接着从另一朵“乌云”下“降生”了相对论。量子论和相对论的诞生，使整个物理学面貌焕然一新。有关资料指出，量子理论（Quantum Theory），简称量子论，别称量子力学，是现代物理学的两大基石之一。量子论给我们提供了新的关于自然界的表述方法和思考方法。量子论揭示了微观物质世界的基本规律，为原子物理学、固体物理学、核物理学和粒子物理学奠定了理论基础。它能够很好地解释原子结构、原子光谱的规律性、化学元素的性质、光的吸收与辐射等。量子论的一些基本论点显不“玄乎”，而它的推论却显得很“玄”。假设一个“量子”距离（也就是最小距离）的两个端点A 和 B。按照量子论，物体从 A 不经过 A 和 B 中的任何一个点就能直接到达B。换句话说，物体在A 点突然消失，与此同时在B 点出现。除了神话以外，你无法在现实的宏观世界找到一个这样的例子。量子论把人们在宏观世界里建立起来的“常识”和“直觉”打得“七零八落”。有关资料指出，“薛定谔之猫”是关于量子理论的一个理想实验。这个实验内容是：这只猫十分可怜，它被封在一个密室里；这个密室里有食物、有毒药。在毒药瓶上有一个锤子，这个锤子由一个电子开关控制，这个电子开关由放射性原子控制。若原子核衰变，则放出α 粒子，触动电子开关，锤子落下，砸碎毒药瓶，释放出里面的氰化物气体，猫必死无疑。由于这个“残忍”的装置是由奥地利物理学家埃尔温· 薛定谔所设计的，因而这只猫便叫做“薛定谔猫”。量子理论认为，如果没有揭开盖子进行观察，那么我们永远也不知道猫是死还是活，它将永远处于非死非活的叠加状态。这与我们的日常经验严重地相违背。据报道， 2012 年 10 月 9 日，瑞典皇家科学院宣布，将2012 年诺贝尔物理学奖授予法国物理学家塞尔日· 阿罗什和美国物理学家戴维· 瓦恩兰，以表彰他们在量子物理学方面的卓越研究。他说，这两位...