0x00 定义：量子比特

量子系统的状态通常由复向量空间中的向量表示

量子算法 可以看作是这个向量空间上的变换

量子比特 (qubit)

① 量子比特是量子计算机中承载信息的基本位元

② “qubit” 是 “quantum bit” 的简写

③ “量子比特” 可以看作是传统计算机中 “比特” 概念的推广

一个qubit是一个二维的量子系统，它被表示为：

\ket{\phi}=\alpha\ket{0}+\beta\ket{1}

其中 $\alpha$ 和 $\beta$ 是复数，且

|\alpha|^2+|\beta|^2=1

而 $\ket{0}$ 和 $\ket{1}$ 则是二维向量空间中的两个基态

\ket{0}=\left( \begin{matrix} 1 \\ 0 \end{matrix} \right)

\ket{1}=\left( \begin{matrix} 0 \\ 1 \end{matrix} \right)

所以，量子比特的状态，是一个二维复向量 $\left( \begin{matrix} \alpha \\ \beta \end{matrix} \right)$

当我们去测量这个量子比特时

➡️ 有 $|\alpha|^2$ 的概率得到 $\ket{0}$

➡️ 有 $|\beta|^2$ 的概率得到 $\ket{1}$

当量子比特被测量时，其状态就被改变

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