“经典世界”的特点是，物体的物理量、状态在某个时刻是完全确定的：经典信息要么是0，要么是1，毫不含糊。

 

　　但在“量子世界”中，客体的物理量则是不确定的、概率性的，而且这种不确定性与实验技术无关，是量子世界的本质特征，无法消除。

 

　　所以量子到底是什么呢？普朗克假定，光辐射与物质相互作用时其能量不是连续的，而是一份一份的，一份“能量”就是所谓量子。

 

　　“量子”是量子世界中物质客体的总称，它既可以是光子、电子、原子、原子核、基本粒子等微观粒子，也可以是超导体、“薛定谔猫”等宏观尺度下的量子系统，它们的共同特征就是必须遵从量子力学的规律。

 

　　话说回来，其实没有那样的尺度把世界分成是经典的和量子的，这个世界本来就是量子的。在尺度变大的情况下，我们取近似，物理就刚好变成经典的，这时量子效应可以完全忽略，我们才不考虑量子力学。

 

　　什么是量子计算（机）？

 

　　先来热热身，了解一些基本概念。

 

　　1.量子比特（quantum bit，简写为qubit或qbit）

 

　　在量子计算中，量子信息的单位是量子比特，也叫量子位，量子比特与经典比特相似，只是增加了物理原子的量子特性。

 

　　普通计算机一个比特可以表示为 0 或者 1。而量子计算机虽然也可以使用 0和 1，但一个量子比特可以同时是 0 和 1，具有不确定性。

 

　　如果把经典比特的 0 和 1 想象为地球的南北极，在量子比特中，量子比特可以是部分北极和部分南极的叠加状态，即无限多种组合的线性叠加态。

 

　　2.量子叠加(Quantum superposition)

 

　　经典世界告诉我们，一个时间，比特只可能有一种状态，过一段时间可以跑到另一种状态，但是同一个时间只有一种状态。

 

　　比如一座大厦有20层楼，你问某位同学在哪儿，经典世界一定说他位于20层中的某一层。但是如果从量子比特的角度来看，他20种状态都有，你问他在哪儿，原则上说他各种可能的态都在，20层楼他都在、而且是同时在，这就是量子世界的奇妙特性。