Score:4

ในการเข้ารหัสแบบควอนตัม เหตุใด qubit จึงเป็นได้ทั้ง 0 และ 1 พร้อมกัน

ธง pt

ข้อความด้านล่างมาจากบทช่วยสอนบางส่วน และระบุว่า (ในรูปแบบตัวหนาด้านล่าง) qubit สามารถเป็นได้ทั้ง 0 และ 1 ในเวลาเดียวกัน มันฟังดูแปลกมากสำหรับฉัน คุณช่วยอธิบายได้ไหมว่าทำไม?

การเข้ารหัสควอนตัมใช้ฟิสิกส์ของโฟตอน (พลังงานแสง ตามสูตร E = hf) และคุณสมบัติทางกายภาพของควอนตัม สร้างระบบเข้ารหัสที่แทบไม่แตกหัก ซึ่งจะช่วยปกป้อง ความปลอดภัยของข้อมูลที่ส่งผ่านสายเคเบิลใยแก้วนำแสง โฟตอนแกว่งไปมาในทิศทางต่างๆ และสร้างลำดับแบบสุ่ม บิต (0s และ 1s) ในเครือข่ายออปติก การส่งคีย์การเข้ารหัสผ่านเครือข่ายจะใช้การเข้ารหัสแบบควอนตัม â ก โปรโตคอลการกระจายคีย์ควอนตัม (QKD) (หนึ่งในโปรโตคอลที่พบมากที่สุดคือ BB84). QKD ใช้กลศาสตร์ควอนตัมเพื่ออำนวยความสะดวกในการส่งข้อมูลอย่างปลอดภัย คีย์การเข้ารหัส กลศาสตร์ควอนตัมใช้ qubit (ควอนตัมบิต) เป็น หน่วยพื้นฐานของข้อมูลควอนตัม ซึ่งแตกต่างจากไบนารีปกติ (ซึ่งใช้ 0s แบบไม่ต่อเนื่อง และ 1s) สถานะของ qubit สามารถเป็น 0 หรือ 1 ได้ แต่ มันสามารถเป็นได้ทั้ง 0 และ 1 พร้อมกัน. รูปที่ 17.5 แสดงภาพของโฟตอนและวิธีการ โฟตอนสามารถได้รับผลกระทบจากตัวกรองโพลาไรซ์หนึ่งในสี่ประเภท

นอกจากนี้ ถ้าคุณบางคนเคยเรียนวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ระดับ A คุณช่วยแนะนำหนังสือและแบบฝึกหัดวิทยาการคอมพิวเตอร์ระดับ A หน่อยได้ไหม

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

fgrieu avatar
ng flag
ดูเหมือนว่าจะเป็นคำถามทางฟิสิกส์ (ควอนตัม) เสียเป็นส่วนใหญ่ (แม้ว่าฉันจะไม่ได้ระบุว่ามันไม่อยู่ในหัวข้อก็ตาม) IMHO, _"สถานะของ qubit สามารถเป็น 0 หรือ 1 ได้ แต่สามารถเป็นได้ทั้ง 0 และ 1 พร้อมกัน"_ เป็นค่าประมาณที่ใช้คำได้ไม่ดี 0 และ 1 อันดับแรกเมื่อพูดถึงสถานะ a qubit คืออะไร นอกจากนี้ ฉันเกรงว่าจะไม่สามารถอธิบายอย่างง่ายๆ และถูกต้องได้ว่าประโยคนั้นพยายามจะพูดอะไร น้อยกว่ามาก _"ทำไม"_ นั่นคือตามที่ถาม: ในฟิสิกส์ในระดับล่าง (และเราใกล้เคียงกับมัน) สิ่งต่างๆ เป็นไปตามที่เป็นอยู่ โดยไม่สามารถอธิบายได้ว่า _ทำไม_ ยากที่จะจัดการกับ _what_ และ _how_
kelalaka avatar
in flag
ฉันลงคะแนนให้ปิดคำถามนี้เนื่องจากเป็นคอมพิวเตอร์ควอนตัมพื้นฐานที่เหมาะกับ [quantum computing.se](https://quantumcomputing.stackexchange.com/questions)
br flag
[วิกิตำรา: การแลกเปลี่ยนคีย์ควอนตัม](https://en.wikibooks.org/wiki/Cryptography/Quantum_Cryptography) และ [วิกิพีเดีย: การกระจายคีย์ควอนตัม](https://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_key_distribution) อาจมี คำอธิบายที่เข้าใจง่ายขึ้นเล็กน้อยของโปรโตคอล BB84
Paul Uszak avatar
cn flag
@kelalaka แต่ QKD ตรงจุดที่นี่ ...
Score:10

“ทั้ง 0 และ 1 พร้อมกัน” คือ a โกหกเด็ก: มันเป็นการทำให้เข้าใจง่ายโดยตั้งใจให้เข้าใจได้และไม่ถูกต้องทั้งหมด มันไม่ได้ดีมาก วิธีที่ดีกว่าในการนำเสนอคือ qubit มีค่าเป็น 0 และ 1 บางส่วน ไม่ใช่จำนวนเดียว แต่เป็นฟังก์ชันที่รับค่าระหว่าง 0 ถึง 1

ส่วน ทำไม⦠มันคือฟิสิกส์ฟิสิกส์คลาสสิกกล่าวว่าอนุภาคอยู่ในตำแหน่งเฉพาะ ณ เวลาใดเวลาหนึ่ง ซึ่งทำงานได้ดีมากเมื่อคุณต้องการคำนวณวิถีโคจรของดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ ไม่ทำงานเมื่อคุณต้องการคำนวณวิถีโคจรของอนุภาคย่อยของอะตอม ปรากฎว่าแบบจำลองทางฟิสิกส์ที่ดีกว่าคืออนุภาคมีความหนาแน่น: มีอยู่ทั่วจักรวาล แต่เกือบทั้งหมดกระจุกตัวอยู่ในเขตเล็กๆ ในทำนองเดียวกัน โพลาไรเซชันของโฟตอนไม่ได้เป็นเพียงทิศทาง แต่เป็นความหนาแน่น (ซึ่งมากหรือน้อยเหมือนกับการแจกแจงความน่าจะเป็น): มีสัดส่วนที่แน่นอนในทุกทิศทาง และนี่ก็ยังเป็นการโกหกเด็กๆ อยู่ดี ถูกต้องกว่านั้น ความหนาแน่นเป็นจำนวนเชิงซ้อน

การรับผลลัพธ์จากคอมพิวเตอร์ควอนตัมเกี่ยวข้องกับการรวมฟังก์ชันความหนาแน่นของหลายคิวบิต มันเหมือนกับการเพิ่ม $n$ ตัวเลขระหว่าง $0$ และ $1$ และรับผลสรุปหากผลรวมใกล้เคียงกัน $0$ หรือใกล้เคียงกับ $n$ยกเว้นคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อนมากขึ้น

การอ่านที่แนะนำ: âการพูดคุยâ โดย สก็อตต์ แอรอนสัน และ แซค ไวเนอร์สมิธ

chrylis -cautiouslyoptimistic- avatar
ไม่ใช่ "ค่าระหว่าง 0 ถึง 1"; สาระสำคัญของ "ควอนตัม" คือสภาวะที่ไม่ต่อเนื่อง แต่ _partly has_ ​​แต่ละค่าแยกกัน
Gilles 'SO- stop being evil' avatar
@chrylis-cautiouslyoptimistic- ใช่ มันเป็นฟังก์ชัน (ซึ่งใช้ค่าที่แตกต่างกันในแต่ละจุด) และไม่ใช่แค่ตัวเลขเดียว ค่าไม่ได้อยู่ระหว่าง 0 ถึง 1 จริง ๆ แล้วมันก็คือการโกหกแบบเด็ก ๆ นั่นเอง – พวกมันเป็นจำนวนเชิงซ้อน
fgrieu avatar
ng flag
ฉันไม่รู้ "[The talk](https://www.smbc-comics.com/comic/the-talk-3)" มันต้อง.

โพสต์คำตอบ

คนส่วนใหญ่ไม่เข้าใจว่าการถามคำถามมากมายจะปลดล็อกการเรียนรู้และปรับปรุงความสัมพันธ์ระหว่างบุคคล ตัวอย่างเช่น ในการศึกษาของ Alison แม้ว่าผู้คนจะจำได้อย่างแม่นยำว่ามีคำถามกี่ข้อที่ถูกถามในการสนทนา แต่พวกเขาไม่เข้าใจความเชื่อมโยงระหว่างคำถามและความชอบ จากการศึกษาทั้ง 4 เรื่องที่ผู้เข้าร่วมมีส่วนร่วมในการสนทนาด้วยตนเองหรืออ่านบันทึกการสนทนาของผู้อื่น ผู้คนมักไม่ตระหนักว่าการถามคำถามจะมีอิทธิพลหรือมีอิทธิพลต่อระดับมิตรภาพระหว่างผู้สนทนา