什么是量子比特?任何信息在编码、操作、处理等时,都有一个最基本的处理单元,叫做比特。比特是由英文BIT音译而来,是信息量的度量单位,也是信息量的最小单位。潘建伟团队研究人员介绍,人们常用的手机、电脑等电子计算机所用到的比特,被称为经典比特。量子比特就是进行量子信息处理的最基本单元。
那么,量子比特纠缠又是怎么一回事?
“在宏观的经典世界里,0就是0,1就是1。而在微观的量子世界中,一个状态可存在于1和0的叠加,它既不是0、也不是1,但它既是0、又是1。”汪喜林以著名的“薛定谔的猫”进行描述,“在经典世界里,猫要么是活的,要么是死的,但在量子世界里的猫则可能处于‘又死又活’的叠加状态。”一个经典比特只存在0或1两种状态。而一个量子比特,不仅可处于0或1两种状态,还可处于“0+1”的叠加态。
而量子纠缠,则是量子叠加在多粒子条件下的特殊表现形态。汪喜林随手拿起两张纸进行解释。在经典比特的场景下,一张纸朝上朝下,与另一张纸没有任何关联。但当有两个量子比特时,就会出现量子纠缠现象。
“当两个量子比特建立纠缠之后,哪怕把它们分得很远,人们会发现,当一张纸朝上时,另一张也是朝上;当一张纸朝下时,另一张也朝下;当三个量子比特建立纠缠时,发现一张纸朝上时,另外两张也朝上;一张纸朝下时,另外两张纸也朝下;以此类推,18个量子比特纠缠,就是18个同时朝上,或18个同时朝下,且处于18个0+18个1的叠加状态。”汪喜林说。