物理量子位与逻辑量子位有什么区别？
我希望有人能帮我解答这个问题，我还无法确定二者的确切区别。
祝好，Dirma
2个回答
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一个逻辑量子比特是可以用于编程的，它可以保持 |0> 和 |1> 状态的叠加。它可以通过在桌面或笔记本电脑上运行的模拟器来实现，以便您开发和调试量子算法。（表示 n 量子比特状态需要 2n-1 复数。如果舍入误差可以接受，那么模拟器将使用固定宽度整数或浮点表示。）
物理量子比特是量子比特的实际实现。维基百科有一个各种可能性的表格：https://en.wikipedia.org/wiki/Qubit#Physical_representation。例如，一个电子可以具有自旋向上/向下状态的叠加。
真正的物理量子比特会遭受意外的退相干。如果直接使用它们作为逻辑量子比特，则这是一个问题。相反，您可以在多个物理量子比特之上实现逻辑量子比特以获得冗余性。
这与现代 NAND 闪存存储的做法相反。https://en.wikipedia.org/wiki/Multi-level_cell 多级单元闪存使用 4 或 8 个电压级别来存储每个单元的 2 或 3 位（低电压或高电压只能存储一位）。 （或者我猜 3 个电平可以跨多个单元总共存储多于 1 位的编码方案。）尽管如此，某些量子系统可能可以实现这一点。维基百科给出了一个非线性振荡器的例子，其中一个电平是基态，另一个电平是第一激发态。使用第二和第三激发态可以让您在其中存储 2 个量子比特。但正如我所说，这在实际系统中没有用处。
物理量子比特是量子比特的实际实现。维基百科有一个各种可能性的表格：https://en.wikipedia.org/wiki/Qubit#Physical_representation。例如，一个电子可以具有自旋向上/向下状态的叠加。
真正的物理量子比特会遭受意外的退相干。如果直接使用它们作为逻辑量子比特，则这是一个问题。相反，您可以在多个物理量子比特之上实现逻辑量子比特以获得冗余性。
From Quantum Error Correction for Beginners, Devitt, Munro, and Nemoto (2013).
THE 3-QUBIT CODE: A GOOD STARTING POINT FOR QUANTUM ERROR CORRECTION
...
The 3-qubit code encodes a single logical qubit into three physical qubits with the property that it can correct for a single, σx, bit-flip error.
The two logical basis states |0>L and |1>L are defined as
|0>L = |000>, |1>L = |111>
那篇论文继续描述了其他能够处理更多错误的纠错方案。
我自己几乎只看了这个，但这听起来非常类似于经典的故障安全冗余计算，在这种情况下，您通过拥有三重冗余并采取达成一致的2个结果来纠正硬件故障/宇宙射线故障。可以进行每位比特级别的纠错，特别是在高误差环境中，例如宇宙飞行，宇宙射线会翻转比特。
您还可以构建和编程3台单独的计算机（不同制造商的不同硬件，由彼此不交谈的团队编写的软件）。仅比较它们对于相同输入的最终结果。 这就是您想要的用于客机电传飞控系统和载人航天。
无论如何，我们在这里偏离了主题，但我希望这个类比对于理解使用多个不可靠的物理计算来产生一个（更）可靠的逻辑计算的想法是有用的。
这与现代 NAND 闪存存储的做法相反。https://en.wikipedia.org/wiki/Multi-level_cell 多级单元闪存使用 4 或 8 个电压级别来存储每个单元的 2 或 3 位（低电压或高电压只能存储一位）。 （或者我猜 3 个电平可以跨多个单元总共存储多于 1 位的编码方案。）尽管如此，某些量子系统可能可以实现这一点。维基百科给出了一个非线性振荡器的例子，其中一个电平是基态，另一个电平是第一激发态。使用第二和第三激发态可以让您在其中存储 2 个量子比特。但正如我所说，这在实际系统中没有用处。
- Peter Cordes
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1谢谢Peter提供如此清晰详细的解释，这对我帮助很大！ - Dirma
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物理量子位是实际实现的量子位。它们可以处于叠加状态。
逻辑量子位由一个或多个物理量子位组成，可以处于叠加状态，并且比物理量子位具有更长的相干时间。
- cyberbird
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逻辑量子比特也可以在经典计算机上模拟，除非我的回答有误。 - Peter Cordes
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