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量子力学
争论焦点:自然界是否确实按量子力学的规律运行?
经典力学:宏观物质的运动规律,确定性
量子力学:微观粒子的运动规律,概率性
自然界的运动规律到底是哪一种?这就是争论点。
微观粒子的特性:粒子性+波动性
薛定谔方程 概率幅
哥本哈根解释:
- 互补原理。粒子性和波动性,对立且互补,不能同时被观察到。杨氏双缝实验、惠勒延迟选择实验。量子的惠勒延迟选择实验的结果显示,粒子性和波动性是可以被同时观测到的。
- 概率波。
- 波包坍缩。测量。
叠加态,薛定谔方程,薛定谔的猫,实验已经证实,叠加态的存在
纠缠态
量子信息
以量子比特作为信息单元,称为量子信息。
量子信息时经典信息的扩展和完善。例如复数是对实数的扩展和完善。
单光子的偏振态。圆偏振为1、线偏振为0。
量子不可克隆定理:不存在物理过程可精确地复制任意量子态。量子密码安全性的基础,量子信息提取不可逾越的障碍。已经被证明了。
普适量子克隆。概率量子克隆。
量子载体
量子信息的载体:
- 飞行比特:光子。用于传输。
- 静止量子比特:电子、原子等。用于存储。
量子关联
包含两部分:量子关联和经典关联。
表征经典关联的信息是局域信息。
表征量子关联的信息是非局域信息。
量子关联包含:量子纠缠、非纠缠的量子关联
量子纠缠
由A和B构成的复合系统,若其量子态不能表示为子系统态的直积形式则称为纠缠态。
薛定谔、爱因斯坦、波姆
EPR效应。幽灵般的超距作用。
贝尔。贝尔不等式。第一个实验证明,1982年,阿斯派克特。
贝尔态是两比特系统的最大纠缠态。
每个贝尔态携带非局域的两比特信息:
-
宇态比特:偶宇态、寄宇态
-
相位比特:+、-
量子纠缠用途:
- 隐形传物。经典信息和量子信息。
- 量子通道不可加性。
- 量子远程操纵。
量子关联作为一种资源,利用它可以完成经典资源所不能完成的任务。
量子密码
信息安全--永无休止的博弈,加密、破译
现代密码学-秘钥、算法
对称加密、非对称加密
安全性:
- 计算安全性。原理上可破译,但需消耗极大量的时间和资源。非对称密码RSA,对称密码DES
- 无条件安全性。原理上不可破译,无论窃听者能力的如何强大。对称密码one time pad,密钥和明文等长。
量子密码技术开端--BB84协议,1982年提出。数学上已经证明绝对安全。
已经商业化。
量子计算
芯片的摩尔定律, 量子效应、发热
量子力学和经典计算机的结合
经典计算、量子计算
区别:
- 计算能力:串行、并行
- 处理单元:bit qubit
shor算法:大数质因数分解 one-way函数 RSA公开密钥 微型曼哈顿计划
Grover算法:海量数据搜索
量子芯片、量子编码、量子算法
消相干 真空有噪声
量子编码:纠错码、避错码、防错码
量子芯片:有待突破
有可能的方向:超导、半导体 可高度集成
标签:纠缠,比特,信息,关联,学习,笔记,经典,量子 From: https://www.cnblogs.com/txtp/p/16719608.html