量子态与量子信息

量子态与量子信息 quantum state and quantum information

量子信息指利用量子力学的基本原理进行信息处理，在最近一些年，得到了很多发展。量子信息包括量子通信、量子计算，等等。量子通信包括量子密码、量子隐形传态，等等。量子隐形传态和量子计算都基于量子纠缠。量子纠缠是量子力学中的一个基本概念。
量子态不是一个物理量，而是一个描述。由此决定各相关物理量被测量后的各种取值的几率，从而可以计算出每个相关物理量的期望值，或称平均值。而一旦作了某个物理量的测量，就得到这些可能值中的一个。而量子态也相应地更新为一个新的量子态，在这个量子态上，刚测得的物理量取值的几率为1。
举一个例子。光有个性质叫偏振，代表了电场振动方向，它总是位于与传播方向垂直的平面上。如果偏振方向沿着这个平面上的一个特定方向，这种光就是线偏振光。如果偏振方向在这个平面上旋转，这种光就是圆偏振光。偏振性质不同的光可以混合成非偏振或者部分偏振光。而非偏振的自然光透过偏振片，可以产生偏振方向沿着透光轴的线偏振光。
光是由光子组成的，光子服从量子力学。量子力学有一套理论框架描述这些性质。 光子的偏振由一个量子态描述。