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浅议“经典比特”和“量子比特”: lwg 2018-1-16 11:08; 浅议“经典比特”和“量子比特” 看过袁岚峰先生关于量子信息的系列科普博文《你完全可以理解量子信息（4-5）》之后，感到有必要普及 “信息”的概念：1948年，数学家香农在题为“通讯的数学理论”的论文中为“信息”所下的定义：“ 信息是用来消除随机不定性的东西 ”。一个“经典比特”，对应一位二进制数，信息容量空间为1比特（只能容纳两个可能的情况中的一个，因为，log 2 2=1，谓之1比特。）。只有当这1比特信息容量空间，被0（或者1）填充、有确定值时，两个可能的情况中的一个情况被排除（不确定性得以消减），才意味着“信息”被写入了1比特信息容量空间；读取这1比特信息容量空间所写入的内容，就获得了1比特信息量；两个“经典比特”，对应两位二进制数，信息容量空间为2比特（只能容纳四个可能的情况中的一个，因为，log 2 4=2，谓之2比特。）。只有当这2比特信息容量空间，被0（或者1，2，3之一）填充、有确定值时，四个可能的情况中的三个情况被排除（不确定性得以消减），才意味着“信息”被写入了2比特信息容量空间；读取这2比特信息容量空间所写入的内容，就获得了2比特信息量；（更多“经典比特”的情况，照此类推）。在袁先生博文中，对一个“经典比特”和一个“量子比特”，做了一个形象的比喻：“我们还可以做一个比喻：经典比特是“开关”，只有开和关两个状态（0和1），而量子比特是“旋钮”，就像收音机上调频的旋钮那样，有无穷多个状态（所有的a|0 + b|1）。显然，旋钮的信息量比开关大得多。”。在袁先生的这个比喻里，实际上犯了将“信息容量”混为“信息量”的错误。在袁先生的比喻中，一个“量子比特”具有无限大的信息容量，但只有令旋钮指定一个特定位置时，才算在这个无限大信息容量空间里，写入了确定的信息，才具有在无限多种可能情况中确定一种情况，排除其它无限多种情况的巨大信息量。如果不能在一个“量子比特”空间里确定地写入特定信息，无法保真读取所写入的特定信息；那么，一个“量子比特”，能够提供的信息量为零！以下是在袁先生博文后的跟帖，作为举例说明：李维纲 2018-1-9 19:28 讲得不错。但，所谓 “ 信息 ” 是能够将不确定性减小的东西。用 “ 1 ” 约定代表张三当前正在北京喝茶， “ 0 ” 代表张三当前不在北京喝茶。有情报员传回一个 0 或 1 ，使我们对张三当前是否在北京喝茶？ —— 不确定性减少了，我们称为获得了 “ 信息 ” 。如果，情报员传回了一个 “ 量子比特 ” ，这还有任何信息学意义吗？请指教。李维纲 2018-1-9 19:41 一个量子比特，最根本的特点在于：没有人知道它究竟是 0 ，还是 1 ？（连发送者都不知道！否则，就已经 “ 塌缩 ” 为经典比特了。对吗？），作为接受信息者，给您这样的 “ 信息 ” ，您能接受吗？战时，这样的情报员恐怕会被枪毙一百次吧？欢迎批评砥砺。; 12540 次阅读|0 个评论

关于量子计算机的点滴思考: 热度 2 lwg 2018-1-11 10:38; 关于量子计算机的点滴思考看过袁岚峰先生关于量子信息的系列科普博文《你完全可以理解量子信息（4-5）》之后，引发个人相关思考，连续发了几个跟帖，形成了一点比较系统的判断，系统整理如下： 1. 恰如一根无伸缩的理想棒材，可以凭一条划痕，分为a,b两段，使得a/b对应一个有理数；使得，该有理数和全世界所有图书馆馆藏图书内容对应的二进制编码一致；一个“量子比特”，理论上也可以蕴含同样量级的信息。 2. 一个“量子比特”的信息容量空间理论上是无限大，和一个“量子比特”实际能提供给我们多少信息完全不是一回事；恰如一个经典比特，当我们不能确定其存储的“究竟是0，还是1？”时，它给予我们的信息量为零一样；一个“量子比特”实际能提供的信息量，取决于我们对其存储内容（对应a,b两个值）测定的准确程度；为此，需要n个彼此纠缠的“量子比特”，使我们对a,b的测量精度，理论上可以达到2^n分之一水平；从而，可以确定一个“量子比特”中所存储的数，是2^n个数中间的哪一个数，获得所需的信息。这应该是量子计算机需要制备n个纠缠量子的根本原因。 3. 基于上述“第2点”原因，如果不能在一个量子比特空间里以高达 2^n分之一精度正确写入和保真读取信息，解决这个关键技术问题；量子计算机就是空中楼阁。 4. 当能够实现上述“第3点”技术要求， “在一个量子比特空间里以高达 2^n分之一精度正确写入和保真读取信息，解决这个关键技术问题”时，又实际上证明了：量子计算机操作处理的信息，是特定的那一个被写入的数值（是2^n个可能值中间的一个特定值），而不是并行处理着2^n个数值！换言之，这样的量子计算机，其能力仅仅相当于数据宽度为n的普通计算机！其能力仅仅相当于数据宽度为n的普通计算机！其能力仅仅相当于数据宽度为n的普通计算机！; 6475 次阅读|4 个评论

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