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这里是科学美国人——60秒科学。我是克里斯托弗·因塔利亚塔。
计算机将用“1”或“0”表示的二进制位来传输信息，逻辑属性表示为“关或开”。而在量子计算机中，“关或开”逻辑则变得更加灵活。因为量子计算中的二进制位被称为“量子比特”或“量子位”，它们能同时既是“0”又是“1”。
想象一下：在空中翻转的硬币落地前，我们可以认为它既是正面朝上也是反面朝上。这就像量子位一样。在测量之前，量子位既是0也是1，就像硬币落地前，它既是正面朝上也是反面朝上一样。
但是量子的不可思议之处远不只限于量子位。因为物理学家还创造出了被称为“quDits”的双光子和光粒，其中“D”代表多维度。这些维度是光的各种颜色。普通量子位表示为0或1，而光子高维量子态同时是粉色、紫色、红色和橙色。
事实上，相较于两个维度的量子位，它们可以同时处于10种不同的颜色状态，这在数学上意味着10个不同的维度。如果这听起来很疯狂，我们再设想一下：把有两个面的硬币换成有10个面的骰子，让其在空中旋转。这样就同时有了10种可能。这项研究发表在《自然》期刊上。
量子位的巨大优势以及开发量子位的意义在于，量子位比经典二进制位包含更多信息，这表明从理论上来说，相较于普通计算机，量子计算机利用量子位解开超复杂方程的速度会更快。至于高维量子态，它们能保有更多信息。
这项研究的作者是位于蒙特利尔的国家科学研究所的罗伯托·莫兰多蒂，他表示，他们用来处理高维量子态的设备大多是便宜的现成通信装置。这表明，普通人有一天也可以接触到量子计算。但至少目前来看，可在全世界市场买到的量子计算机只有一种状态：贵。
谢谢大家收听科学美国人——60秒科学。我是克里斯托弗·因塔利亚塔。
译文为可可英语翻译，未经授权请勿转载！
