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序言

如果你认为量子力学听起来很有挑战性，像你这样的不止一个。我们所有的直觉都是基于日常经验，因此比起原子或电子，我们更能理解球和香蕉的行为。虽然量子物体一开始看起来是随机和混乱的，但它们只是遵循一套不同的规则。一旦我们知道这些规则是什么，我们就可以利用它们来创造全新的、强大的技术。量子计算将是这方面最具革命性的例子。

为了让你开始量子计算的旅程，让我们测试一下你已经知道的东西。以下哪项是对bit的正确描述？

• 木匠用的刀片。

• 最小的信息单位：0或1。

• 放进马嘴里的东西。

事实上，它们都是对的：这是一个多用途的单词！但是如果你选择了第二个，这表明你已经沿着正确的方向思考了。信息可以被存储和处理为一系列0和1，这是一个相当大的概念障碍，但这是今天大多数人甚至不需要思考就知道的事情。以这个为起点，我们可以开始想象服从量子力学规则的比特。这些量子比特（quantum bits, or qubits）将允许我们以全新的、不同的方式处理信息。

我们将开始深入量子比特的世界。为此，我们需要一些方法来跟踪我们应用门时它们正在做什么。最强大的方法是使用向量和矩阵的数学语言。

本章对于已经熟悉向量和矩阵的读者非常有用。那些不熟悉的人可能也没有问题，尽管不时查阅我们关于量子计算的线性代数的介绍(https://qiskit.org/textbook/ch-appendix/linear_algebra.html)可能会很有用。

由于我们将使用基于Python的量子计算框架Qiskit，因此了解Python的基础知识也很有用。需要入门的人可以参考Python和Jupyter notebooks的介绍。(https://qiskit.org/textbook/ch-prerequisites/python-and-jupyter-notebooks.html)

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