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量子技术学习笔记

时间:2022-09-22 16:00:42浏览次数:72  
标签:纠缠 比特 信息 关联 学习 笔记 经典 量子

视频资源:https://www.bilibili.com/video/BV1pM4y137va?p=1&vd_source=21961b110b6933ff7a22631e01c851b6

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:

  1. 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。
  2. 概率波。
  3. 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:

  1. 飞行比特:光子。用于传输。
  2. 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:

  1. 宇态比特:偶宇态、寄宇态

  2. 相位比特:+、-

量子纠缠用途:

  1. 隐形传物。经典信息和量子信息。
  2. 量子通道不可加性。
  3. 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:

  1. 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
  2. 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:

  1. 计算能力:串行、并行
  2. 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

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