指向未来: 量子纠缠的本质是一个指针

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了指向未来: 量子纠缠的本质是一个指针。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

概述

量子纠缠 (Quantum Entanglement) 是量子系统重两个或多个粒子间的一种特殊连接, 这种连接使得即使相隔很远, 这些粒子的状态也仍然互相依赖.
指向未来: 量子纠缠的本质是一个指针,量子计算,指针,量子纠缠,量子隧穿,波粒二象性,双缝实验

基本概念

在探讨量子纠缠之前, 我们先阐述量子比特 (Qubit)的基本概念. 位 (Bit) 是信息的基本单位, 可以处于 0 或 1 的状态. 而量子比特可以同时处于 0 和 1 的叠加态. 即在同时 True 或 False 一个确定的状态, 直到被观测. 量子比特的特性包含叠加和纠缠, 叠加允许量子比特同时存在于多种可能的状态中. 对一个纠缠量子比特的观测会影响与它纠缠的另一个两字比特的状态, 无论两个两字比特相距多远.

理解量子纠缠

两个变相共享一个指针时, 当一个量子态改变时, 另一个量子态也会随着改变, 不管相隔多远.
在我们所处的 “游戏” 中, 物理空间的限制 (距离) 并不会影响指针, 在我们看来就是类似超光速的方式传递.

指向未来: 量子纠缠的本质是一个指针,量子计算,指针,量子纠缠,量子隧穿,波粒二象性,双缝实验

Python

class QuantumBit
    def __init__(self, state)
        self.state = state

# 创建量子比特变量
qubit1 = QuantumBit(False)
qubit2 = qubit1

print(id(qubit1), id(qubit2))  # 内存地址相同 (指针)
print(qubit1.state, qubit2.state)  # 调试输出

# 修改量子比特 2 的状态, 1 随着修改
qubit2.state = True
print(qubit1.state, qubit2.state)  # 调试输出

输出结果

1795703080464 1795703080464
False False
True True

Java

public class QuantumBit {
    boolean state;

    public QuantumBit(boolean state) {
        this.state = state;
    }

    public static void main(String[] args) {
        QuantumBit qubit1 = new QuantumBit(false);
        QuantumBit qubit2 = qubit1;

        System.out.println(System.identityHashCode(qubit1) + " " + System.identityHashCode(qubit2));  // 内存地址
        System.out.println(qubit1.state + " " + qubit2.state);  // 调试输出

        // 修改量子比特 2 的状态, 1 随着修改
        qubit2.state = true;
        System.out.println(qubit1.state + " " + qubit2.state);  // 调试输出
    }
}

输出结果:

225534817 225534817
false false
true true

C++

#include <iostream>

class QuantumBit {
    public:
        bool state;

        QuantumBit(bool initState) : state(initState) {}
};

int main() {
    QuantumBit* qubit1 = new QuantumBit(false);
    QuantumBit* qubit2 = qubit1;

    std::cout << qubit1 << " " << qubit2 << std::endl;  // 内存地址
    std::cout << qubit1->state << " " << qubit2->state << std::endl;  // 调试输出

    // 修改量子比特 2 的状态, 1 随着修改
    qubit2->state = true;
    std::cout << qubit1->state << " " << qubit2->state << std::endl;  // 调试输出

    delete qubit1;  // 清理内存
    // 不需要 delete qubit2, 内存地址相同
    return 0;
}

输出结果:

0x54de70 0x54de70
0 0
1 1

理解波粒二象性

同理当我们观测光是粒子还是波的时候, 我们的观测就是在 “游戏” 中调用一次函数, 这就会改变指针的状态, 从而导致量子纠缠的改变或解除 (塌缩).

光既不是粒子也不是波, 拥有绝对速度所以可能呈现为粒子或波, 取决于我们怎么调用函数. 为了避免我们这个 “游戏” 吃过多的算力, 所以没有观测的时候就不需要加载, 观测了才加载.

Python

import random

class QuantumObject:
    def __init__(self):
        # 初始状态为 None,表示既是波也是粒子 (叠加态)
        self.state = None

    def observe(self):
        # 观测时随机决定对象表现为波或粒子
        self.state = random.choice(['wave', 'particle'])
        return self.state

# 创建一个量子对象
quantum_object = QuantumObject()

# 模拟观测过程
for _ in range(10):
    result = quantum_object.observe()
    print(result)

输出结果:

particle
wave
particle
wave
wave
particle
particle
particle
wave
wave

Java

import java.util.Random;

class QuantumObject {
    private String state;

    public QuantumObject() {
        // 初始状态为 null,表示既是波也是粒子 (叠加态)
        this.state = null;
    }

    public String observe() {
        // 观测时随机决定对象表现为波或粒子
        Random random = new Random();
        this.state = random.nextBoolean() ? "wave" : "particle";
        return this.state;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        QuantumObject quantumObject = new QuantumObject();

        // 模拟观测过程
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            String result = quantumObject.observe();
            System.out.println(result);
        }
    }
}

输出结果:

标准输出:particle
wave
particle
particle
wave
wave
wave
particle
wave
wave

C++

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>

class QuantumObject {
    std::string state;

public:
    QuantumObject() : state("") {}

    std::string observe() {
        // 观测时随机决定对象表现为波或粒子
        state = (rand() % 2 == 0) ? "wave" : "particle";
        return state;
    }
};

int main() {
    srand(time(0));  // 初始化随机数生成器
    QuantumObject quantumObject;

    // 模拟观测过程
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        std::string result = quantumObject.observe();
        std::cout << result << std::endl;
    }

    return 0;
}

输出结果:

particle
wave
particle
wave
wave
particle
wave
particle
wave
particle

理解量子隧穿

当粒子通过量子势垒时, 正常来说是过不去的. 但是如果粒子是一个函数 (Function), 代表粒子的就是一个函数指针, 量子势垒是一个调度器. 之所以量子无法穿过势垒, 是应该进入势垒后指针发生了偏移. 当我们看到接触势垒被弹回来的粒子, 我们看到的是该粒子的指针, 但是不是原来的例子所指的函数对象了.

指向未来: 量子纠缠的本质是一个指针,量子计算,指针,量子纠缠,量子隧穿,波粒二象性,双缝实验

import random

def particle_function():
    return "原始粒子"

def altered_function():
    return "改变后的粒子"

def quantum_barrier(particle):
    if random.random() < 0.5:  # 假设有 50% 概率粒子指针发生偏移
        return altered_function
    else:
        return particle


for _ in range(10):
    # 创建粒子函数指针
    particle_ptr = particle_function

    # 模拟粒子接触量子势垒
    particle_ptr = quantum_barrier(particle_ptr)

    # 输出粒子状态
    print(particle_ptr())

输出结果:

原始粒子
原始粒子
改变后的粒子
改变后的粒子
改变后的粒子
改变后的粒子
改变后的粒子
原始粒子
改变后的粒子
改变后的粒子

理解宇宙常量

为了避免我们这个 “游戏” 产生内存溢出或者消号过多算力, 所以我们需要一些常量 (Constant) 来进行限速.

速度越快时间越慢, 为了避免游戏崩溃, 对于消耗过多算力的函数, 游戏回尽可能少的调用, 放慢时钟. 在物理上就会导师时间间隔变长.文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-803316.html

Python

# 光速, 单位: 米 / 秒
SPEED_OF_LIGHT = 299792458

# 普朗克常量, 单位: 焦耳·秒
PLANCK_CONSTANT = 6.62607015e-34

# 万有引力常数, 单位: 牛顿·平方米 / 平方千克
GRAVITATIONAL_CONSTANT = 6.67430e-11

# 玻尔兹曼常量, 单位: 焦耳 / 开尔文
BOLTZMANN_CONSTANT = 1.380649e-23

# 阿伏伽德罗常数, 单位: 1 / 摩尔
AVOGADRO_CONSTANT = 6.02214076e23

# 电子电荷, 单位: 库仑
ELEMENTARY_CHARGE = 1.602176634e-19

# 真空磁导率, 单位: 特斯拉·米 / 安培
VACUUM_PERMEABILITY = 4 * 3.14159265358979323846e-7

# 真空电容率, 单位: 法拉 / 米
VACUUM_PERMITTIVITY = 8.854187817e-12

# 标准大气压, 单位: 帕斯卡
STANDARD_ATMOSPHERE = 101325

# 斯特藩-玻尔兹曼常数, 单位: 瓦特 / 平方米·开尔文^4
STEFAN_BOLTZMANN_CONSTANT = 5.670374419e-8

Java

// 光速, 单位: 米 / 秒
    public static final double SPEED_OF_LIGHT = 299792458;

    // 普朗克常量, 单位: 焦耳·秒
    public static final double PLANCK_CONSTANT = 6.62607015e-34;

    // 万有引力常数, 单位: 牛顿·平方米 / 平方千克
    public static final double GRAVITATIONAL_CONSTANT = 6.67430e-11;

    // 玻尔兹曼常量, 单位: 焦耳 / 开尔文
    public static final double BOLTZMANN_CONSTANT = 1.380649e-23;

    // 阿伏伽德罗常数, 单位: 1 / 摩尔
    public static final double AVOGADRO_CONSTANT = 6.02214076e23;

    // 电子电荷, 单位: 库仑
    public static final double ELEMENTARY_CHARGE = 1.602176634e-19;

    // 真空磁导率, 单位: 特斯拉·米 / 安培
    public static final double VACUUM_PERMEABILITY = 4 * Math.PI * 1e-7;

    // 真空电容率, 单位: 法拉 / 米
    public static final double VACUUM_PERMITTIVITY = 8.854187817e-12;

    // 标准大气压, 单位: 帕斯卡
    public static final int STANDARD_ATMOSPHERE = 101325;

    // 斯特藩-玻尔兹曼常数, 单位: 瓦特 / 平方米·开尔文^4
    public static final double STEFAN_BOLTZMANN_CONSTANT = 5.670374419e-8;

C++

// 阿伏伽德罗常数, 单位: 1 / 摩尔
static constexpr double AVOGADRO_CONSTANT = 6.02214076e23;

// 电子电荷, 单位: 库仑
static constexpr double ELEMENTARY_CHARGE = 1.602176634e-19;

// 真空磁导率, 单位: 特斯拉·米 / 安培
static constexpr double VACUUM_PERMEABILITY = 4 * 3.14159265358979323846e-7;

// 真空电容率, 单位: 法拉 / 米
static constexpr double VACUUM_PERMITTIVITY = 8.854187817e-12;

// 标准大气压, 单位: 帕斯卡
static constexpr int STANDARD_ATMOSPHERE = 101325;

// 斯特藩-玻尔兹曼常数, 单位: 瓦特 / 平方米·开尔文^4
static constexpr double STEFAN_BOLTZMANN_CONSTANT = 5.670374419e-8;

到了这里,关于指向未来: 量子纠缠的本质是一个指针的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处: 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请点击违法举报进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

领支付宝红包 赞助服务器费用

相关文章

  • 前端量子纠缠 效果炸裂 multipleWindow3dScene

    我 | 在这里 🕵️ 读书 | 长沙 ⭐软件工程 ⭐ 本科 🏠 工作 | 广州 ⭐ Java 全栈开发(软件工程师) 🎃 爱好 | 研究技术、旅游、阅读、运动、喜欢流行歌曲 ✈️已经旅游的地点 | 新疆-乌鲁木齐、新疆-吐鲁番、广东-广州、广东-佛山、湖南-长沙、湖南-张家界、山西、上海、

    2024年02月04日
    浏览(43)
  • C++笔记之基类指针动态地指向某一个子类情况列举

    code review!

    2024年02月12日
    浏览(48)
  • 探索未来量子计算的新世界:微软Q编译器

    项目地址:https://gitcode.com/microsoft/qsharp-compiler 在计算机科学的前沿,量子计算正逐渐揭开其神秘的面纱,而微软的Q#编译器则是开发者进入这一领域的关键工具。这是一个开源项目,旨在帮助程序员创建、编译和运行量子程序,从而推动量子算法和应用的发展。 Q#编译器是微软

    2024年04月17日
    浏览(54)
  • 互联网未来信任锚点,后量子计算标准与迁移势在必行

    作者 | 宋慧 出品 | CSDN 云计算 图片 | 视觉中国 IT、数字化正在深刻改变和加速全行业的效率与创新。不过,互联网的信息通信安全基石——密码学技术仍在使用第一代公钥密码算法,而随着量子计算的产生发展,以离散对数和大数分解这类等价的数学困难问题为根基的现代公

    2024年02月16日
    浏览(36)
  • 量子计算:下一个“ChatGPT”时代?

    量子计算是一种基于量子力学原理的计算方式,它利用量子比特(qubits)而不是传统的二进制位来存储和处理信息。由于量子比特可以处于多个状态之间的叠加态,因此量子计算机具有处理某些问题时比经典计算机快得多的潜力。 目前,量子计算机仍处于早期阶段,但已经有

    2024年02月03日
    浏览(39)
  • 队列练习之Example002-用带头结点的循环链表表示队列,并且只设一个指针指向队尾结点,实现对应的入队列和出队列的算法

    假设以带头结点的循环链表表示队列,并且只设一个指针指向队尾结点,但不设头指针,请写出相应的入队列和出队列的算法。 注意,这里的不设头指针的意思是不设定队头指针。 我们设 rear 为带头结点的循环链队的尾指针,但 rear 却不是指向循环链队的头结点,而是指向

    2024年02月08日
    浏览(49)
  • C语言:指向数组的指针和指向数组首元素的指针

    相关阅读 C语言 https://blog.csdn.net/weixin_45791458/category_12423166.html?spm=1001.2014.3001.5482         指向数组的指针和指向数组首元素的指针常常被混淆,或者笼统地被称为数组指针,但它们之间是有差别的,本文就将对此进行讨论。         下面的代码首先创建了一个数组,然后创

    2024年02月02日
    浏览(50)
  • C语言指针操作(六)指向函数的指针

    指向函数的指针详解,以及如何使用指向函数的指针变量做函数参数 指向函数的指针作为函数参数,是 C 语言实际应用中的一个比较深入的部分。 目录 一、什么是函数的指针 二、用函数指着变量调用函数 2.1举例说明 三、怎样定义和使用指向函数的指针变量 3.1定义指向函数

    2024年02月05日
    浏览(51)
  • 【C/C++】 常量指针,指针常量、指向常量的常指针详解

    指针就是指向变量在内存中的地址 数据是存放在内存中的,每一个变量都有一个内存地址,假设是一个int类型变量 a ,占4个字节的内存区,那么在内存中如果是小端方式存储,我们创建指针p,把a的地址赋值给 p ,就是把a的首地址0x1100赋值给指针 p ,这个时候p的值就是变量

    2024年02月13日
    浏览(42)
  • 8.5 【C语言】指向函数的指针

    每次调用函数时都从该地址入口开始执行此段函数代码。函数名代表函数的起始地址。 例8.22 用函数求整数a和b中的大者 解题思路:在主函数调用max函数,除了可以通过函数名调用外,还可以通过指向函数的指针变量来实现。 (2)通过指针变量调用它所指向的函数 类型名(

    2024年02月11日
    浏览(29)

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

博客赞助

微信扫一扫打赏

请作者喝杯咖啡吧~博客赞助

支付宝扫一扫领取红包,优惠每天领

二维码1

领取红包

二维码2

领红包