附录 A量子计算入门
术语表
| 术语 | 英文 | 解释 |
|---|---|---|
| 量子比特 | Qubit | 量子信息的基本单位，可处于 0 和 1 的叠加 |
| 叠加 | Superposition | 同时具有多个状态成分 |
| 概率幅 | Amplitude | 描述纯态的复数系数；其模平方给出对应测量基下的概率 |
| 相位 | Phase | 概率幅的方向；相对相位可经换基与干涉转化为概率差，全局相位不可观测 |
| 干涉 | Interference | 概率幅相加或抵消的现象 |
| 纠缠 | Entanglement | 纯态不能写成子系统态的张量积；混态不能写成积态的概率混合 |
| 贝尔态 | Bell state | 最简单的两比特最大纠缠态 |
| 测量 | Measurement | 按测量规则产生经典结果并更新状态；本书基础例子多为 Z 基投影测量 |
| 塌缩 | Collapse | 根据所得测量结果更新量子态；不等于整台机器所有量子信息被清空 |
| 不可克隆定理 | No-cloning theorem | 不存在能完美复制任意未知量子态的通用过程；已知态可以重新制备 |
| 退相干 | Decoherence | 量子态因环境干扰丧失量子特性 |
| 布洛赫球 | Bloch sphere | 单量子比特状态的几何表示 |
| 量子门 | Quantum gate | 对量子比特的可逆操作 |
| 酉变换 | Unitary | 量子门在数学上的性质，保证可逆和概率守恒 |
| 哈达玛门 | Hadamard gate | 制造均匀叠加的常用单比特门 |
| 受控非门 | CNOT | 常用双比特门，可制造纠缠 |
| 量子线路 | Quantum circuit | 量子门的有序组合，即量子程序 |
| 运行次数 | Shots | 同一线路重复运行的次数 |
| 量子处理器 | QPU | Quantum Processing Unit，执行量子线路的硬件 |
| NISQ | Noisy Intermediate-Scale Quantum | 含噪声中等规模量子时代 |
| 保真度 | Fidelity | 衡量实际状态或操作与理想目标接近程度的指标，比较前须核对定义、平均方式与后选择 |
| T1 / T2 | Relaxation / Coherence time | 能量弛豫与相干衰减的特征时间常数，不是确定失效时刻 |
| 量子纠错 | Quantum error correction | 用冗余编码保护量子信息 |
| 逻辑量子比特 | Logical qubit | 纠错编码后形成的可靠量子比特 |
| 物理量子比特 | Physical qubit | 硬件上真实存在的量子比特 |
| 表面码 | Surface code | 二维网格结构的主流纠错码 |
| 码距 | Code distance | 衡量纠错码纠错能力的参数 |
| 阈值定理 | Threshold theorem | 在适用噪声模型及容错构造下，错误低于相应阈值时可增加编码资源压低逻辑错误；阈值不是统一常数 |
| 容错量子计算 | FTQC | 能长时间可靠运行的纠错量子计算 |
| 量子计算优势 | Quantum advantage | 在明确任务、精度、成本与经典基线下表现更好；有无业务价值需另验 |
| 量子计算优越性 | Quantum supremacy | 常用于特定基准任务超出可行经典计算的演示，不等于通用能力或商业优势 |
| 测量基 | Measurement basis | 定义测量区分哪些状态，如 Z 基与 X 基 |
| 混合态 | Mixed state | 用密度矩阵描述的状态，不能总用一个纯态向量表示 |
| 全局相位 | Global phase | 整个态乘同一相位因子，不改变可观测预测 |
| 稳定子模拟 | Stabilizer simulation | 对稳定子初态和 Clifford 等受限操作可高效经典模拟 |
| 神谕/预言机 | Oracle | 算法查询模型中的可调用函数或判定过程；实现本身有成本 |
| 误差缓解 | Error mitigation | 通过额外实验与后处理减小估计偏差，不等同持续纠错 |
| 后选择 | Postselection | 丢弃不满足条件的样本，报告性能必须同时披露保留率 |
| Shor 算法 | Shor's algorithm | 高效分解大整数的量子算法，威胁 RSA |
| Grover 算法 | Grover's algorithm | 无序搜索的平方加速算法 |
| VQE | Variational Quantum Eigensolver | 求分子基态能量的混合算法 |
| QAOA | Quantum Approximate Optimization Algorithm | 求解组合优化的混合算法 |
| 后量子密码 | PQC | 能抵抗量子攻击、运行在经典计算机上的密码算法 |
| 量子退火 | Quantum annealing | 专门求解优化问题的量子计算方式 |
| 稀释制冷机 | Dilution refrigerator | 把超导量子芯片冷却到约 10 mK 的设备 |
| 量子启发算法 | Quantum-inspired algorithm | 受量子算法启发、运行在经典硬件上的算法 |