币圈小蝶：量子比特、量子叠加态

量子比特、量子叠加态

在经典计算机中，比特“0”和“1”都是用经典物理量编码表示的，例如可以用电压、磁场方向等，而经典物理量测量结果是唯一确定的，即一个经典比特不可能同时处于两个状态（比如同时处于“高电压”和“低电压”状态）。

而量子比特是基于微观粒子的量子态存储的，其不同于经典物理状态的最重要的特点在于可以同时处于若干个微观量子态的叠加态。例如用|0>表示一个电子的基态或自旋向下，用|1>表示激发态或自旋向上，则一个微观量子态可以表示成|>=a|0>+b|0>，其中a，b都是复数，且它们的模长平方和为1。公众号关注：博森科技小蝶。

量子货币如何防伪防双花

微观量子态本身含有的信息非常丰富，但我们只能通过测量的方式获得其信息，而测量的行为反过来又会影响量子态，造成被测量的量子态坍缩，最终每个量子比特测量后仅能得到一个关于坍缩到的量子态的信息。

另一方面，量子世界中，克隆是不可能的。换句话说，并不存在任何一个电路，能做到这样的一个功能：输入是任意一个未知的量子态，输出是两个该量子态。此为量子不可克隆（复制）基本原理。

量子不可克隆原理构成了量子货币的理论基础。量子货币在本质上也是一串信息，这点与电子货币和数字货币类似，但不同之处在于，量子货币除了经典的二进制编码信息外，还包含以量子比特的形式存储的量子信息。

采用量子比特的好处在于每个量子比特都能以叠加态的形式保存远比经典比特丰富的信息，并且这些信息无法被精确测量出来。根据量子不可克隆原理，对量子比特的测量都必然导致量子态坍缩到其中某一个叠加态上，从而永久地损失掉所有关于其他未坍缩到的状态的信息。

这样就可以在本质上防止量子货币的信息被测量和复制，因为量子物理学保证了对量子比特的测量无法获得完整的信息。此外，量子货币还可采用与数字货币相似的密码学技术，避免被攻击者伪造。

量子不可克隆定理还可防止量子货币双花。具体来说，量子货币拥有者只能拥有量子态，但不能知道每一个量子态是什么，他若想知道，只能测量，但一旦测量，量子态则会塌缩变成另一个量子态(原来叠加态中的某一个)，相当于量子货币拥有者自己把自己的货币销毁掉了。

这样“持有量子态但并不知道量子态”的设计有效防止了货币双花，因为如果量子货币拥有者知道自己手里的量子态是什么的话，他其实是可以“克隆”很多份。交流请加笔者！