量子計算第一面：量子位元

對於計算機相關專業的同學來說，位元肯定很熟悉，它是計算機資料儲存的最小單元，因為計算機都是用0和1來儲存資訊的，一個0或者一個1就是一個位元，而且一個位元也只能是0或是1。

但是我今天要和你分享的量子位元卻不是這樣，量子位元是量子計算的基本單位，如果用0和1的位元來類別，量子位元除了是0或1，還可以是0和1的組合。

在日常生活中，我們可以用光子的偏振來簡單把量子位元具象化。

實驗是這樣進行的，有興趣的話你也可以試試。

實驗準備：三個線性偏振膜方塊。

實驗步驟：

1.取兩個方塊，把一個放在另一個的前面，保持前後這2個方塊方向一致。

2.還是這2個方塊，保持一個方塊固定，另一個做90°旋轉。

3.旋轉兩個濾光片，使光線無法透過。然後取第三個濾光片，旋轉45°，並在另外兩個濾光片之間滑動。

實驗結果：

1.前後2塊濾光片沿同一個方向排列時，你會發現光線能透過濾光片。

2.當其中一個濾光片旋轉90°時，光線會被完全阻擋。

3.加入第三個方塊後，本來不透光的兩個濾光片重疊的區域，在三個濾光片重疊的區域有光透過。

是不是覺得很神奇？這個實驗現象就是量子現象的一種。

根據以上實驗，我來簡單給你總結下量子計算和經典力學計算的兩個區別：

第一個區別：測量

在經典力學裡，對於同一個物件，測量結果總是確定的。但在量子力學裡就不一定了。比如現在9點，你連續3次分別問鐘錶的時針是不是指向9、是不是指向3，是不是指向9，得到的結果應該是是、否、是。但是你問量子鍾這樣的問題，第一次和第三次的答案可能就不一樣了，因為第二個問題導致它的測量方向變了，導致第三次的結果和第一次的測量環境也變了，答案就可能不一樣。這也就引出了第二個區別：隨機性。