什么是量子?量子力学在加密货币中的含义(什么是量子?量子力学在加密货币中的含义)

这是关于量子力学在加密货币中的意义的系列文章中的第一篇。 先讨论基础知识，以后的文章再讨论量子计算机、量子加密、后量子加密。 在标准的经典计算机中，我们使用二进制位来处理数据。 因此，所有数据都表示为0或1的序列。 在电子学中，数据是由开启或关闭的信号来表示的。 使用这些信号，我们可以表示数据，无论是数字、字符、图像中的颜色还是其他内容。 那么我们就可以利用电路中的基本门，比如AND，OR，NOT，对底层数据进行任何函数的计算。 世界各地的研究人员都在试图建造一台量子计算机，也就是所谓的非经典计算机。 它处理一种不同的信息，称为“量子位”或量子位。 一个量子位就像一个经典位，但在某种意义上，它同时接受0和1值。 量子力学的核心是关于概率的。回想一下你高中时的化学基础知识:原子中围绕原子核旋转的电子其实并不在一个地方，它们在一个“云”里，它只是给出了它们在一个地方或另一个地方的可能性。 量子位的出现大致相同，有一定概率会是1，有另一个概率会是0。 只有通过测量，你才能得到一个经典的0或1，它会以给定的概率发生。 如果我们有一组量子位，比如n，那么我们可以把它们看作是在n位的所有可能的2 n个值的集合上定义一个概率分布。 因此，从某种意义上说，一个n位量子寄存器可以同时保存所有可能的2 n个值。 只有当我们测量它时，它才会坍缩到经典的N位值。 这个惊人的属性让我们有可能做一些非常酷的事情。 然而，有一些警告。 首先，我们唯一能在量子寄存器上进行的操作就是所谓的可逆计算。 所以，如果我们有一个输出值为y的函数F(x)，那么我们当然可以根据给定的y计算出x。 这在经典计算中是不成立的，例如，你不能从与门的输出中恢复输入值。 因此，构成量子函数的量子门需要仔细选择。 第二个警告就是所谓的“不可克隆定理”，基本上就是说，如果你有一些量子数据，你是无法复制的。 所以，如果我给你一些量子数据，我不能给自己留一份。 这再一次限制了我们的能力，不仅是在通信方面，在计算方面也是如此。 在下一篇文章中，我将解释量子计算机能做什么。