量子计算机常见术语简介（2）
胡经国
19、可逆计算
21、并行计算
24、量子计算优越性
资料显示，量子计算200秒等于地球上最强超级计算机计算1万年。这充分体现了量子计算优越性。量子计算机可以完成经典计算机无法做到的事情。
量子计算机是通过量子力学特性来工作，模拟量子系统并且采用量子方程得到解。由于量子系统具有天然的并行处理能力，因而用它所研发的计算机很可能会远远超越经典计算机。
经典计算机的信息单位是经典比特，一般用0和1来表示。1个比特，要么是0，要么是1。量子计算机的信息单位是量子比特。由于量子具有叠加态的特性，因而量子比特可以同时处于的叠加态。
由于量子的叠加性，因而使量子计算机可以具备强大的并行计算能力。在设计量子计算机时，通常利用量子纠缠的特性，让一个粒子与其他粒子纠缠，进一步提升并行计算能力。简言之，利用量子叠加和量子纠缠可使量子计算机的计算能力呈指数级增长。
②、逻辑运算及其表示方法
逻辑变量之间的运算称为逻辑运算。逻辑运算包括以下三种基本运算：逻辑加法（又称“或”运算）、逻辑乘法（又称“与”运算）和逻辑否定（又称“非”运算）。此外，“异或”运算也很有用。
表示逻辑运算的方法有多种，如语句描述、逻辑代数式、真值表、卡诺图等。
计算机逻辑运算和算术逻辑运算的主要区别是：计算机逻辑运算是按位进行的，位与位之间不像加减运算那样有进位或借位的联系。
③、逻辑函数及其表示方法
逻辑函数是由逻辑变量、常量通过运算符连接起来的代数式。同样，逻辑函数也可以用表格和图形的形式表示。
④、逻辑代数
逻辑代数是研究逻辑函数运算和化简的一种数学系统。逻辑函数的运算和化简是数字电路课程的基础，也是数字电路分析和设计的关键。
26、量子逻辑运算
美国国家标准技术研究所（NIST）物理学家传送了一条计算机电路指令，该指令被称为两个分离的离子（带电原子）之间的量子逻辑运算（QuantumLogicOperations）。它展示了量子计算机程序如何在未来的大规模量子网络中执行任务。
量子隐形传送可将数据从一个量子系统（例如离子）传输到另一个量子系统（例如第二个离子），即使两者彼此完全隔离，就像位于不同建筑物的地下室中的两本书一样。
先前已经用离子和各种其他量子系统展示了量子数据的隐形传送。但是，上述这项新工作首次使用离子隐形传送传送了完整的量子逻辑运算。其中，离子是未来量子计算机架构的主要候选架构。
NIST验证并且确认，逻辑运算在两个量子比特的所有输入状态中都可以运行，其概率为85%到87%。虽然远非完美，但是有了一个开端。算法的有穷性是指算法必须能够在执行有限个步骤之后终止。
②、确切性（Definiteness）：算法的每一步骤必须具有确切的定义。
③、输入项（Input）：一个算法有0个或多个输入，以刻画运算对象的初始情况；所谓0个输入是指算法本身定出了初始条件。
④、输出项（Output）：一个算法有一个或多个输出，以反映对输入数据加工后的结果；没有输出的算法是毫无意义的。
⑤、可行性（Effectiveness）：算法中执行的任何计算步骤都可以被分解为基本的可执行的操作步骤，即每个计算步骤都可以在有限时间内完成；可行性又叫做有效性。
⑶、算法要素
①、数据对象的运算和操作
计算机可以执行的基本操作是以指令的形式描述的。一个计算机系统能够执行的所有指令的集合，称为该计算机系统的指令系统。一个计算机的基本运算和操作有如下4类：
A、算术运算：加减乘除等运算；
B、逻辑运算：或、且、非等运算；
C、关系运算：大于、小于、等于、不等于等运算；
D、数据传输：输入、输出、赋值等运算。
②、算法的控制结构
一个算法的功能结构不仅取决于所选用的操作，而且还与各个操作之间的执行顺序有关。
⑷、算法分类
算法大致可以分为基本算法、数据结构算法、数论与代数算法、计算几何算法、图论算法、动态规划以及数值分析、加密算法、排序算法、检索算法、随机化算法、并行算法，厄米变形模型，随机森林算法。
算法可宏泛地分为以下3大类，即：有限的确定性算法；有限的非确定性算法；无限的算法。
28、量子算法
29、量子编码
量子编码（QuantumCoding）是指量子通信中的编码方式。量子编码用一些特殊的量子态来表示量子比特，以达到克服消相干的目的。量子编码有量子纠错码、量子避错码和量子防错码三种形式。
30、量子纠错码
在量子信息论中，量子信息的载体不再是经典比特，而是量子比特。区别于经典比特，量子比特可以处于两个特征态
量子纠错码能够保护信息的关键，在于不再把信息存储在独立的量子比特里面，而是把信息存储在许许多多量子比特的纠缠模式当中。
31、量子避错码
量子避错码（QuantumErrorAvoidingCode）是量子编码形式之一。
量子计算机是利用原子所具有的量子特性进行信息处理的一种全新概念的计算机。由于量子计算机基于量子相干性，因而它具有强大的并行计算能力。与经典计算机相比，量子计算机在存储容量、运算速度上都具有指数数量级的提高。正因为如此，量子计算机研究和开发在国际上引起了高度关注。“量子态不可克隆原理”表明，环境影响不可避免地破坏量子相干性；而消相干则会使量子计算机运行失效。因此，长期以来量子计算机一度被认为不可能进入实际应用，是“被扔到垃圾堆里的东西。”解决量子消相干问题是取得量子计算机研发突破的关键。
2021年3月4日编写于重庆
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