qubit
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這篇文章摘要量子電腦四大廠商（IBM、Google、IonQ、D-Wave）的技術優劣。結合 NVIDIA 黃仁勳從笑稱量子虛無到光速合作的驚人轉折，解析 GPU 如何與量子技術混血。
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本文帶你讀懂量子線路這張「運算劇本」，從時間導向的線路語法、受控閘與糾纏機制，到測量如何決定機率分佈，並解析量子線路不可迴路、不可合併、不可複製的三大物理限制，最後以 Swap 電路說明在受限硬體中如何以邏輯操作完成資訊交換，理解量子計算真正的運作規則。
本篇作為基礎知識的總結，旨在成為非專業人士跨入量子領域的橋樑。我們將 Qubit 疊加與糾纏的物理基礎，轉化為量子科技四大領域（計算、通訊、感測、材料）的產業藍圖。接下來的專欄將進入 Quantum Computation (量子計算)，從基礎語言邁向編程實踐。歡迎加入會員，掌握系統性深度知識！
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貝爾不等式是終結愛因斯坦「定域實在論」與量子力學爭議的試金石。愛因斯坦相信糾纏結果由「隱藏變量」預先決定，但實驗結果證實了量子相關性比任何古典常識預測的都要強。這證明了量子糾纏的非定域性，確立了量子信息科學的物理基石。
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量子糾纏，即貝爾態。CNOT 閘將 Qubit 鎖定，使其狀態不可分離。這種「鬼魅般的超距作用」導致瞬時相關，超越古典物理的定域性，成為量子傳輸和演算法加速的終極資源。
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我們證明了 CNOT 閘是量子邏輯的基石，負責連結 Qubit。與不可逆的古典 NAND 閘不同，CNOT 滿足可逆性。它與單一閘共同構成通用量子計算集。數學上，CNOT 作用於疊加態，創造出高度相關的貝爾態。
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單一量子閘（X/Z/H 閘）實現對 Qubit 狀態的剛體旋轉，其線性保證量子並行性，么正性則確保機率守恆。任何複雜的 Qubit 操作都能分解為這些基本旋轉，形成了量子計算的標準拆解格式。下一步將引入 CNOT 閘，將獨立 Qubit 連結，創造量子糾纏。（148 字元）
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張量積是組合 Qubit 的物理法則。N 個 Qubit 的狀態空間呈指數級爆炸，能同時儲存所有組合資訊。這創造了巨大的並行計算資源庫，允許量子電腦在單次操作中探索 2^N 個解空間，超越古典計算的數學基礎。
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測量如同收音機選台，瞬間終結 Qubit 的疊加態。代價是損失了決定量子干涉的複數相位。Qubit 的狀態由概率幅的複數性質決定，其波動性是量子穿隧的物理基礎，證明微觀粒子能穿透古典屏障。這是量子力學最根本的限制。
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布洛赫球是將抽象 Qubit 狀態視覺化的三維地圖。它就像國中學過的三維坐標系，但北極與南極 (+Z, -Z) 分別代表量子基態 |0> 與 |1>。所有純疊加態都位於球體表面，而量子邏輯門的操作則被直觀地表示為對球面上狀態向量的精確旋轉。球體內部代表受雜訊干擾的混態。
