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量子原理允许量子比特以叠加态存在。这意味着量子比特可以处于 0、1 或这些状态的任何量子叠加态。想象一个球体，其北极和南极代表经典状态 0 和 1。球体表面上的任何一点都代表量子比特的一种可能状态。这被称为布洛赫球体表示，Bernhardt 使用该模型帮助读者直观地了解量子比特状态的抽象概念。量子比特的强大之处在于它们能够比经典量子比特容纳更多信息。要理解这一点，请考虑使用位作为最小数据单位的经典计算机。八位或一个字节可以表示 0 到 255 之间的任何数字。但是，由于叠加，八个量子比特可以同时表示 0 到 255 之间的所有数字。这不仅意味着处理能力略有提升，还意味着指数级飞跃。每增加一个量子比特，计算空间就会翻倍，从而产生传统计算无法比拟的增长曲线。Bernhardt 通过量子搜索算法的例子说明了量子比特的威力。想象一下在电话簿中搜索特定名称。在传统计算场景中，这类似于逐页翻阅，直到找到您要查找的名称——这是一个连续且耗时的过程。现在，设想一下，电话簿中的每一页
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