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1 # 彭潔林
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2 # 圖靈格
在量子資訊裡面,量子的邏輯閘同經典的情況類似。不過經典的邏輯閘是將確定的邏輯態變為確定的邏輯態。具體如下:
經典的門常見的經典門有“與”門,“或”門,“非”門,“異或”門。透過對這些門進行組合,可以實現任意的一階邏輯電路。
簡而言之就是,任何的按照一階邏輯順序一步一步的操作,都可以轉化為這些門的組合。
比如蘋果代表1,吃掉蘋果代表0,描述吃掉蘋果,就可以用一個非門(1->0)。
這是容易理解的。
量子門在量子邏輯裡面,我們通常不會得到確定的邏輯結果。比如說用一個向量(1,0)代表一個蘋果,那麼我們期待吃掉蘋果用(0,1)來表示。然而,量子光學的電路所遵循的運算規則,不會允許簡單的(0,1)->(1,0),典型的結果有可能是(1/sqrt(2),1/sqrt(2))。其中sqrt為開根號的意思。所以在這裡面出現了模模糊糊的結果。當然,數學上可以構造相應的矩陣,使得結果是確定的。
題主要問的實現是指理論上還是實驗上?在理論上就如上所述,除了構造更加複雜,意義更加多樣的門,本質上沒有不同。
在實驗上(1,0),通常用光子的偏振表示,(0,1)是另一種偏振模式。
值得注意的是,實驗上我們也無法測量一個光子的偏振態,我們只能知道類似100個光子裡面正向偏振的有幾個,另一個方向的有幾個。
利用光子實現的量子門
量子計算機現在還處於起步階段,能夠控制的量子還非常的少,到底能不能造出可實用的計算機有許多的專家都沒有信心。現在不是考慮邏輯閘的時候,先做到能夠有效控制足夠多的量子在考慮邏輯閘。