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2023 iThome 鐵人賽

DAY 17
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好累喔,換個東西介紹


量子計算是基於量子力學的原理發展的領域,用於創建量子計算機。不同於傳統計算機使用的是二進制的 0 和 1 的比特(bit),量子計算機使用的是量子比特(qubit,念法近似:cue-bit)。

量子比特(qubit)是量子計算的基本單位,它不僅可以表示 0 和 1,還可以同時處於 0 和 1 的超位置(superposition)狀態。

與傳統 bit 不同,qubit 不能簡單地通過電流通過與否來創建兩種狀態。通常情況下,創建 qubit 需要特殊的實驗室設備和技術,包括使用超導電路元件、電子自旋、離子束以及電磁場等特殊方式。

對於 qubit 的表示法,有多種方法,例如:

  • Dirac 表示法(也稱為 ket-notation):一種最直觀的表示法
    • |0⟩:是一種量子基本態,表示量子比特處於能量較低的能階,相當於傳統 bit 的 0。
    • |1⟩:是一種量子基本態,表示量子比特處於能量較高的能階,相當於傳統 bit 的 1。
    • |ψ⟩:代表一個 qubit的狀態,可以是基本狀態、超位置狀態或糾纏狀態的組合。
  • 波函數表示法:可以精確地描述 qubit 的狀態,包括超位置狀態(superposition)和量子糾纏(entanglement)
    • 在量子的世界中,物質或波都具有波和粒子的特性,也就是說粒子具有波粒二象性,波也具有波粒二象性,因此我們可以用波函數來表示量子系統。
    • 以單顆粒子為例可以表示為:https://chart.googleapis.com/chart?cht=tx&chl=%5C%5B%7C%5Cpsi%5Crangle%20%3D%20%5Calpha%7C0%5Crangle%20%2B%20%5Cbeta%7C1%5Crangle%5C%5D
    • α 和 β 是波函數中的複數振幅,總之就是個表示不同狀態的係數。測量結果顯示會滿足 https://chart.googleapis.com/chart?cht=tx&chl=%7C%5Calpha%7C%5E2%20%2B%20%7C%5Cbeta%7C%5E2%20%3D%201

透過一些基本量子閘操作,我們可以使量子基本態變換為其他特殊狀態,例如:

  • Hadamard 閘(H-gate):
    • Hadamard 閘是一個常用的量子閘,它可以將基本態 |0⟩、|1⟩ 變換為超位置狀態,如下

    • https://chart.googleapis.com/chart?cht=tx&chl=H%7C0%5Crangle%20%3D%20%5Cfrac%7B%7C0%5Crangle%20%2B%20%7C1%5Crangle%7D%7B%5Csqrt%7B2%7D%7D :表示量子比特同時處於基本狀態 |0⟩ 和 |1⟩,並且這兩個狀態具有相等機率的出現機會。

    • https://chart.googleapis.com/chart?cht=tx&chl=H%7C1%5Crangle%20%3D%20%5Cfrac%7B%7C0%5Crangle%20-%20%7C1%5Crangle%7D%7B%5Csqrt%7B2%7D%7D :如上,但相位不同,簡單來說就是波不是同時,像這樣

    • https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20231002/20163074obsKvjD5Si.jpg

    • source

好累先這樣,之後有空再介紹不同表示法、不同量子閘等等


分子料理

既然講到量子,分子料理也有子,就來介紹分子料理吧。
它不是一道料理而是一種烹飪方法,是通過應用化學和物理學的原理來創造出獨特的料理體驗。這種料理風格強調創新和實驗,廣泛使用科學技術和特殊工具,以改變食材的形狀、結構、質地和味道,以創造出獨特的菜品。

所以因為他不是一道菜,因此沒有圖片~


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