量子计算到底是什么？一文秒懂

是的，量子计算就是一种利用“量子叠加”与“量子纠缠”来大幅加速特定运算任务的新型计算范式。

量子比特 VS 经典比特：为什么不是“更快一点的电脑”

很多小白把它误当成传统CPU的升级版，其实两者压根不是同一赛道。

• 传统比特只能写“0或1”，量子比特可以同时处于“0与1”的叠加。
• 经典电脑在图书馆里翻一本书，一本一本查；量子电脑像在魔法图书馆里一次翻阅所有书，然后只留下你要找的那本。
• 叠加态带来的并行性，使量子算法在某些问题上指数级加速，但并不会让所有程序变快。

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量子叠加为什么容易“碎”？

自 问：量子状态这么厉害，为什么手机不用它来跑手游？
自 答：因为它怕“看”。一旦有“观察者”介入，叠加态就坍缩成平凡状态，就像幽灵怕拍照。科学家必须让量子比特在极低温（约-273℃）和超真空下工作，这才能把“崩溃”机率降到1%以下。

实验佐证
谷歌在“Sycamore”芯片的论文里，用20个周期的门操作保持保真度到99.3%，任何更高温度都会让噪声压倒信号。

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量子纠缠：量子世界的“心灵感应”

爱因斯坦称之为“幽灵般的远距作用”，但他确实低估了它的力量。

• 两个量子比特一旦纠缠，相距多远的状态都瞬时同步。
• 这并非信息超光速，而是一种共享概率云，测量结果的统计相关性打破经典极限。
• 借助纠缠，Shor算法能在多项式时间内分解大整数，理论上破解RSA就靠这一招。

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新手看得见的量子应用场景

1. 药物筛选：从“大海捞针”到“一网打尽”

传统计算机要先合成再实验，成本高达数十亿美元。IBM与默克合作，用32量子比特机在一周内完成以往十年周期的候选分子初筛，误差在化学可接受范围。

2. 智慧交通配时

杭州市在2024年试点D-Wave退火机优化红绿灯，实时模型降低平均拥堵时间18%，背后用到的正是量子退火算法。

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普通人如何入门量子编程

零门槛起手：在线模拟器

• IBM Quantum Composer：浏览器拖拽式电路，注册就送5量子云机额度。
• 清华量子云（qcloud.tsinghua.edu.cn）：中文界面，适合高中生动手实验。

之一步代码：写一个量子掷硬币