这是《 》的续篇。
海森堡的不确定原理
德布罗意波粒二象性的提出，给经典物理来了一个极具颠覆式的冲击，经典物理认为，物质的属性及状态都是确定的，要么是A，要么是B，而德布罗意的波粒二象性，却说物质即是A也是B。
在波粒二象性理论提出之后3年，也就是在1927年，德国著名物理学家海森堡提出了不确定性原理，这个理论是说，你不可能同时知道一个粒子的位置和它的速度。
不确定性原理最初叫测不准原理，说的是当物体小到一定程度，我们是无法同时测出它的位置和速度的。
海森堡不确定性原理
要理解海森堡的不确定原理，还是得从对宏观世界物体的观察开始说起。
平常如果我们要观察一个物体的位置或者说速度，我们首先必须要看见它。
而看见一个物体，是因为有大量光子打到了该物体上，然后有部分光子反射并飞入你的眼睛里，你的视觉神经感受到了这些光子，你的大脑通过对这些光子的入射方向，速度等，计算出你要看到的物体的大小，位置，是静止的还是运动的。
所以，我们平时说看到一个物体，你不是真正的看到它了，看到的是从该物体弹过来的光子。
对物体的观察，在物理学中，也等价于对物体的测量，这种观察或者说测量，并非说你直接观察或测量到了该物体，而是你借助了其他东西，达到了观察或测量的目的。
比如我们借助尺子测量出了桌子的尺寸，但现实世界的物体，我们必须借助光来进行观察或测量，如果没有光，我们什么也看不见，观察或测量则无从谈起。
在宏观世界中，由于物体很大，我们观察或测量一个物体，通过光子打在目标物体上，实际上我们把光子对于目标物体的影响忽略不计了，因为光子实在太小了，打再多的光子到宏观物体上，也仍然无法把目标物体的位置和速度影响多少，完全可以忽略不计。
但在微观世界中，比如你要去测量一个电子的位置或速度，你用什么去测量呢？
除了光子，似乎也没有其他更合适的东西了，正因为如此，对一个微观粒子的测量，比如说对电子的测量，我们借助光子，哪怕拿一个光子，都会严重扰动该电子在该时刻所处的状态(位置和速度)，这就好比你为了测量一个足球的位置和速度，拿另外一个足球打到该足球上，你是无法得到他的准确状态的。
不确定性原理及波粒二象性理论，不同于经典理论的那种“物质状态是确定的，知道现在就可以预测未来”的哲学观，它给人一种模棱两可的感觉，让人感觉摸不着头脑。
但薛定谔更让人摸不着头脑。
薛定谔与量子叠加
不同于海森堡从粒子角度来观察微观世界，薛定谔是从波动的角度来观察微观世界的。
电子是一种波动，是电子波。电子的能量与动量分别决定了它的物质波频率与波数。既然粒子具有波粒二象性，应该会有一种能够正确描述这种量子特性的波动方程，这个点子给予薛定谔极大的启示，他因此开始寻找这波动方程。
1926年，薛定谔提出量子力学基本方程，叫波动方程，也叫波函数，薛定谔方程。
薛定谔及其波函数
波函数是概率波。
既然在微观状态下，我们无法百分之百确定粒子的状态，那么使用概率的形式来描述，更为合适。
比如该粒子在此刻此处出现的概率是50%，在此刻另外一处出现的概率是50%，那么描述该粒子在此刻的状态，用波函数表示就是这两者状态的叠加，即位置A的50%+位置B的50%。
由于这种波函数的描述方法太过抽象，太过违反直觉，薛定谔还提出了一个思想实验——薛定谔的猫，来进一步阐释这个理论。
实验是这样的：在一个盒子里有一只猫，以及少量放射性物质。之后，有50%的概率放射性物质将会衰变并释放出毒气杀死这只猫，同时有50%的概率放射性物质不会衰变而猫将活下来。
根据经典物理学，在盒子里必将发生这两个结果之一，而外部观测者只有打开盒子才能知道里面的结果。但在量子的世界里，当盒子处于关闭状态，整个系统则一直保持不确定性的波态，即猫生死叠加。
薛定谔的猫实验
这个思想实验，把微观领域的量子行为扩展到宏观世界了。
猫居然可以是生死叠加的？
尽管这一理论太过违反直觉，但它却是量子计算的核心。
量子比特
量子比特目前还没有一个明确的定义，不同的研究者采用不同的表达方式，在此就不赘述了，我们不妨直接来说说量子比特和普通的比特有何不同，你就能明白什么是量子比特了。
传统计算机中，数据存储是以“比特”（bit）为单位。每个比特在特定时刻只有0或1的一个状态。而在量子计算中，信息以量子比特的形式存储，量子比特是0和1的叠加状态，既可以是0也可以是1。
叠加状态，不就是前面薛定谔的猫思想实验所提到的吗？
所以说，量子叠加，是量子计算的核心。
由于量子比特具有状态叠加的能力，它的计算能力就大大提高了，不是一点点，而是指数级的提高。
正是因为量子可以呈现即是0又是1的叠加状态，让量子的计算能力远超传统计算机，同为十个比特位，普通的计算机一次只能表达一个10位的二进制数，而量子计算机一次可以表达2的10次方(即1024)个二进制数。
其实量子计算(quantum computation) 的概念早就由美国阿贡国家实验室的P. Benioff于80年代初期提出了，但为何经历了这么久，量子计算机还是个庞然大物呢？在展会上也仅仅只能进行概念展示呢？
理想很完美，但现实很残酷。
(未完待续)
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