1.1 量子钟

想象一下，你有一个在标准位置上标记着小时的钟，上面也有一个指针。然而，你不能看钟，你只能向它问问题。你想知道指针指向哪个方向，所以你可能想问“指针指向哪个方向”这个简单的问题。但这是不允许的。你只允许问指针是否指向钟面上的特定数字。例如，你可以问，指针是否指向12，或者你可以问它是否指向4。如果这是一个普通的时钟，你必须非常幸运才能得到一个肯定的答案。大多数时候，指针会指向一个完全不同的方向。但是量子钟不像普通的时钟。它要么回答“是”，要么告诉你指针指向的方向和你问的方向正好相反。例如，我们问指针是否指向12，它会告诉我们它是指向12还是指向6。如果我们问指针是否指向4，它会告诉我们它指向4，或者指向10。这是一种非常奇怪的状态，但它与电子自旋完全相似。

正如我们所说，电子自旋将会激发定义量子比特的想法。如果要做计算，我们需要理解控制自旋测量的规则。我们首先考虑当测量不止一次时会发生什么。