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量子计算机为啥比普通计算机快那么多呢，用比较通俗易懂的语言回答。
量子计算机（quantum computer）是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。
当某个装置处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机。
经典计算机：要说清楚量子计算，首先看经典计算机。
经典计算机从物理上可以被描述为对输入信号序列按一定算法进行变换的机器，其算法由计算机的内部逻辑电路来实现。
1.其输入态和输出态都是经典信号，用量子力学的语言来描述，也即是：其输入态和输出态都是某一力学量的本征态。
如输入二进制序列，用量子记号，即|>。
所有的输入态均相互正交。
对经典计算机不可能输入如下叠加态：C1| >+ C2|>。
2.经典计算机内部的每一步变换都演化为正交态，而一般的量子变换没有这个性质，因此，经典计算机中的变换（或计算）只对应一类特殊集。
量子计算机：量子计算机的输入用一个具有有限能级的量子系统来描述，如二能级系统（称为量子比特（qubits）），量子计算机的变换（即量子计算）包括所有可能的幺正变换。
1.量子计算机的输入态和输出态为一般的叠加态，其相互之间通常不正交；2量子计算机中的变换为所有可能的幺正变换。
得出输出态之后，量子计算机对输出态进行一定的测量，给出计算结果。
由此可见，量子计算对经典计算作了极大的扩充，经典计算是一类特殊的量子计算。
量子计算最本质的特征为量子叠加性和量子相干性。
量子计算机对每一个叠加分量实现的变换相当于一种经典计算，所有这些经典计算同时完成，量子并行计算。
量子世界内容简介
《量子世界：写给所有人的量子物理》这本书以通俗易懂的方式，引领读者步入微观世界的奇妙旅程。
它生动描绘了原子、原子核和基本粒子的神秘规律，揭示了亚原子世界独有的魅力和物理学研究的蓬勃活力。
通过深邃的思想和丰富的知识，作者带领读者领略量子世界的丰富多彩。
量子世界充满了不可思议的现象和规则。
其中，量子叠加、量子纠缠等概念让读者感受到物理世界的奇妙与复杂。
量子叠加指的是粒子可以同时处于多个状态，直到被观测时才会确定下来。
这种奇特的现象颠覆了经典物理学中的观念，引发了对宇宙本质的深刻思考。
量子纠缠则展现了量子世界中粒子间超距离的神秘联系，即使相隔千万里，两个纠缠的粒子也能够瞬间影响对方的状态。
量子力学的研究领域日新月异，不仅在理论层面取得了重要突破，也为技术领域带来了革命性的影响。
量子计算、量子通信和量子加密等前沿技术正逐渐成为未来科技的重要方向。
量子计算机利用量子比特的叠加态和纠缠现象，能够以经典计算机无法比拟的速度解决复杂问题，展现出强大的计算能力。
量子通信则利用量子纠缠的特性，实现信息传输的绝对安全，为网络安全提供了新的解决方案。
在《量子世界：写给所有人的量子物理》中，作者以丰富的实例和生动的语言，将深奥的量子理论知识娓娓道来，使读者不仅能够理解量子世界的奇特规律，还能感受到探索未知领域的乐趣与挑战。
这本书不仅适合物理学爱好者阅读，也是科普教育的优秀读物，激发了人们对科学的好奇心和探索欲望。
总之，《量子世界：写给所有人的量子物理》是一本深入浅出、引人入胜的科学读物，它以生动的笔触揭示了量子世界的神秘面纱，激发了读者对科学的思考和探索热情。
通过阅读这本书，读者不仅能了解到量子物理的基本原理，还能体验到科学探索的无限乐趣，对量子世界有更深刻的理解和认识。
通俗易懂的科普解读：什么是量子态？什么是粒子自旋？
在微观世界， 量子态 与 粒子自旋 ，是两个极其核心与重要的概念，对于理解微观世界的奥妙，有着十分重要的基础作用。
本文将会，深入浅出又通俗易懂的介绍这两个概念。
在量子力学中， 量子态 ——是由一组量子数所确定的微观状态； 量子数 ——是表征微观粒子运动状态和性质的一些特定数字； 量子 ——是最小化不可分割的基本个体（如光量子，即光子）； 量子化 ——就是存在非连续，呈现离散数值的量子个体。
量子态的作用， 就是确定并描述了，微观粒子的运动状态，其中有一系列的 量子数 （如自旋），而每种量子数又都是一组，描述粒子非连续运动状态下，不同性质的数值。
而这些 量子数的数值 ，都是量子化的非连续数值，即：只能是某一最小能量值（与普朗克常数相关）的整数或是半整数（半奇数）。
这些数值代表着粒子，可观测到的状态量，而在未观测之前，这些数值的可能性是叠加和纠缠的，即意味着粒子的 量子态 是叠加和纠缠的。
量子数 ，有很多种，其中最重要的就是—— 自旋量子数 ，也称粒子自旋。
通常，在描述原子核外电子运动状态时， 有四种量子数 ——主量子数（轨道层级，即大小）、角量子数（轨道空间角动量，即形状）、磁量子数（轨道空间伸展，即运动方向）、自旋量子数（自旋角动量，即自旋方向）。
其它 量子数 还有——宇称，即空间变换性质，可简单理解为“左右对称”或“镜像对称”——等等还有很多。
最后， 量子态 涉及到一个原理—— 泡利不相容原理 （Pauli Exclusion Principle），即： 自旋半整数 （即半奇数）的粒子（统称 费米子 ），不能有两个或两个以上处在相同的 量子态 。
而另外一种 自旋整数 的粒子（统称 玻色子 ），则多个可以同时处在同一个 量子态 。
也就是说， 费米子 没有全同粒子—— 量子态 可以区分它们，而 玻色子 则可以有全同粒子—— 量子态 无法区分它们。
事实上， 量子态的计数 则对应着时间的本质，具体解读参看下面的链接文章。
粒子自旋——是粒子的重要属性，可以用来对粒子的标识和分类，因为 每个粒子都有特有的自旋，自旋数不同就是不同种类的粒子。
但粒子自旋，并不对应宏观上的物体自转，比如地球自转，因为粒子没有轴，没有更小单元围绕质心自转。
所以，粒子自旋是唯象的描述，仅能将自旋视为一种内在性质，是粒子与生俱来带有的一种角动量。
它具有可观测的量子化数值——无法被改变，但其方向可以透过一些操作来改变。
自旋是如何发现的呢？
事实上，是在实验中，发现了 电子 经过磁场产生了偏转，这说明电子自带磁矩。
而磁矩，就是磁场中的磁性力矩，通常在磁场中形成闭环电流，才能产生。
因此，一定是 电子自旋， 形成了闭环电流，才产生了磁矩，而这个磁矩就称为—— 自旋磁矩 。
并且实验还发现，这个磁矩的强度，与 电子自旋 的角动量相关，即：正电子自旋产生正磁矩，负电子自旋产生负磁矩。
所以可见，粒子有自旋，如果带电荷，就会有磁矩，且正电荷磁矩方向与自旋方向相同，负电荷磁矩与自旋方向相反。
另外，有些复合粒子（如中子），对外显电中性，但内部有微量电荷，就会有自旋磁矩。
不同的自旋有什么意义和区别？
粒子的自旋角动量，是可观测的量子化数值，其值是—— 「自旋量子数（粒子自旋）」乘以 「h/2π（h为普朗克常数）」 ，其中自旋量子数，是整数或半整数，可正负（代表了自旋是顺时针还是逆时针）。
那么，自旋1/2，反映到波函数上——就是粒子转一圈之后，波函数的相位会与原来的正好相反，只有转2圈，波函数才能彻底恢复原状。
当然，直接测量波函数的相位，是不可能的，但是我们可以测量相位差。
就像双峰干涉实验一样，相位差不同的两束波，叠加在一起会发生干涉现象。
这样的话，通过干涉条纹的分布，就可以计算出相位差，也就可以证明粒子自旋，确实是1/2了。
复合粒子的自旋
复合粒子，是由基本粒子构成的，基本粒子是不可再分的点粒子。
这里不可分割的意思——是指没有体积与模型图像，无法检测到其内部结构，比如光子、电子和夸克。
那么，复合粒子的自旋——就是其内部各组成部分之间，相对轨道角动量和各组成部分自旋的向量和，即：按照量子力学中，角动量相加法则求和。
比如，质子的自旋——可以从夸克和胶子的自旋得到。
综上可见，量子态通过多个量子数，描述了微观粒子的运动状态。
量子数代表的，就是微观粒子，最小的不可分割的一个状态性质，可以称之为——自由度。
而自由度，可以理解为状态呈现的一些数值——这些数值是量子化的，即不连续、跳动、随机的，显然是非常“自由”的。
而在众多量子数中， 自旋 性质是所有微观粒子，所普遍共有的。那为什么所有的粒子都要 自旋 呢？
这目前是一个未解之谜，或许有不自旋的粒子，只是我们无法观测到它们而已。
不过呢，有一种性质，也是所有的微观粒子都具有的——就是 波粒二象性 ，或许 自旋 与 波粒二象性 之间有着不为人知的关系，更或许正是有了 自旋 ，才有了粒子的波动性——因为这两者之间有一个共同的系数，就是π，即：自旋的圈就是波动轨迹的圈。
并且在量子化的时候，粒子的粒子性呈现出了—— 自旋 ，而在非量子化的时候，粒子的波动性呈现出了—— 波动轨迹 。
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