目录

• Qubit (量子比特)
• Bloch Sphere （Bloch球）
• Multiple Qubits （多量子比特）
• Measurement （测量）
• Real Qubits （真实的量子比特）
• Superconducting Qubits (超导量子比特)

Qubit

一个经典比特的状态是0或者1，量子比特的状态则由计算基态(computational basis states)（0或1态，对应狄拉克符号记法为|0>,|1>）的线性组合描述，通常成称为叠加态（superpositions）。以下两种描述是等价的：

，其中

是复数，满足归一化条件。

，其中

是实数，由于全局相位没有观察效应，故已略去。

量子力学的态坍缩原理使得我们测量量子比特时，只会得到一个态。比如当

，

时，由于计算基态是等概率叠加，测量时我们各有50%的概率得到0态或者1态。但准确地，我们说50%的概率指的是测量之前。一旦测量，这个被测量的量子比特就会坍缩在0（或1）态，则此后在无其他外界作用时它将一直处于0（或1）态。换句话说，它由叠加态坍缩到了其中一个计算基态了。为什么会发生这种坍缩？没人知道，这是量子力学的基本原理之一。一个便于理解的例子就是，设想抛一个硬币，硬