第21章(2/3)

    &esp;&esp;而在量子行走当中，粒子要做量子化的处理，它就拥有了量子特性。这个量子化的粒子就可以同时从很多个位置以不同的路径去行走，所以跟经典的随机行走相比较，量子行走的速度更快。而且最重要的是，它能够在更短的时间之内占据更大的空间。那么，我们就可以利用量子行走去实现量子搜寻算法中的“幸运大转盘”。

    &esp;&esp;这也是最广为人知的薛定谔的猫理论，那只猫目前还处于可怜的“死亡”与“生存”的叠加态中，等待着有人打开盒子，将它的结局坍缩为其中一种。

    &esp;&esp;经典信息的最小存储单位是一个比特，由二进制单位组成，要么是1，要么是0。一个经典的存储器只可以存储一个经典的比特。

    &esp;&esp;制作量子幸运大转盘是量子计算中的核心步骤，当每次转动这个量子幸运大转盘的时候，所要挑选出的目标对应的格子就会自动地变大，而其他的格子就会相应地缩小，很快放置目标的格子大到可以覆盖整个转盘的面积，这样我们就可以快速地找到目标。

    &esp;&esp;像经典物理学中常用到，也是物理学基石之一的牛顿三大定律，以及物理学中最美方程组麦克斯韦方程，它们都不适用于微观粒子，这时候要研究他们，就必须使用量子力学。

    &esp;&esp;经典随机性走，简单地说就是粒子的随机运动，即：粒子每一时刻的位移都是一个随机变量来刻画。

    &esp;&esp;这套令人着迷的体系中提到，微观粒子具有量子叠加性、量子干涉性、量子纠缠性等。正是这些特性，造就了量子计算的不同寻常之处。

    &esp;&esp;经过马克斯·普朗克、沃纳·海森堡、马克斯·波恩、埃尔温·薛定谔、阿尔伯特·爱因斯坦等一众伟大科学家的钻研，他们建立了较为完善的量子力学理论体系。

    &esp;&esp;而在没有去测量它之前，它都是处在0和1的任意叠加状态之上的。正是因为有了量子叠加特性，所以量子计算机拥有非常强大的并行运算的能力。

    &esp;&esp;多琳所在的团队就是利用光子的不同自由度，比如偏振、路径、时间、轨道角动量等等，在实验室中实现光量子随机行走。

    &esp;&esp;以量子叠加性为例，假设粒子的状态有0和1，那么它可以以一定的几率出现在0，也可以以一定的几率出现在1。总的来说，就是它处在0和1的叠加状态之上。但一旦我们观测它的时候，它就会确定性地塌缩到0，或者确定性地塌缩到1。这就是所谓的量子叠加特性。

    &esp;&esp;比如有n个经典存储器，它也只可能存储2n个数当中的一个，而且一次运算它也只能变换这一个数。而n个量子存储器可以同时存储2n个数，并且一次运算它可以同时变换2n个数，这就相当于2n个经典存储器在同时运行，这就是所谓的量子并行运算。

本章尚未完结,请点击下一页继续阅读---->>>

    &esp;&esp;量子随机行走，是经典随机行走在量子世界当中的一个对应。

    &esp;&esp;但一个量子存储器可以存储一个量子比特。但是由于量子比特拥有量子特性，它可以同时处在0和1的任意叠加态之上，所以一个量子存储器可以同时存储0和1两个数。