[发明专利]量子数码

说明书

技术领域

本发明专利属计算机数码和逻辑算术运算。

技术背景

二进制由于技术实现简单、运算规则简化、适合逻辑运算、易于数制转换、数据抗扰性强等众多优点，成为计算机不可或缺的机器语言系统。由于二进制表示一个数时使用位数较多，决定了它在计算机应用当中，要占用大量宝贵的空间资源，同样的原因，虽然二进制运算规则简单，但是二进制运算过程繁复，一个简单的算术运算也要经历多个操作步骤，这样影响了计算机的运行速度，为了解决这些问题，人们只有不断提高芯片晶体管的密度，但是增加晶体管的密度是有极限的，况且，这样必然引发计算机芯片大量发热，影响计算机工作的稳定性。

因此，如何在不大量增加计算机负荷的情况下，在保留二进制数码优点的前提下，通过改进二进制数码来克服二进制数码占位较多的缺点，对提高计算机的运行速度，增加计算机工作的稳定性具有非常重要的现实意义！

发明专利内容

本发明专利要解决的技术问题是，通过改进二进制数码，在保留二进制数码优点的基础上大幅提高二进制数码的信息密度，进而提高计算机的运行速度；同时，还要开发出一套量子逻缉运算技术，以此作为量子编码的设计基础。

本发明专利以如下技术方案来解决上述技术问题：量子数码是一种复合式二进制数码，它由二进制数码“0”和“1”与影子态矢“＜|”和“|＞”复合而成，而影子态矢是另一种形式的二进制数码，用左矢“＜|”和右矢“|＞”表示，其中左矢“＜|”代表“暗态”，右矢“|＞”代表“明态”，就象“0”代表“断”、“1”代表“通”一样；二进制数码“0”和“1”与影子态矢“＜|”和“|＞”复合形式有“＜0|”、“|0＞”、“＜1|”和“|1＞”四种，因此量子数码有四个，其中“0”和“1”叫量子数码的本征值，“＜|”和“|＞”叫量子数码的量子态，左矢“＜|”叫本征值“0”的本征态，右矢“|＞”叫本征值“1”的本征态；在量子数码中，二进制数码“0”和“1”与影子态矢“＜|”和“|＞”的逻辑关系是一种“A B共存”的“且”关系，量子数码“＜0|”和“|0＞”的物理意义分别是“暗且断”和“明且断”，量子数码“＜1|”和“|1＞”的物理意义分别是“暗且通”和“明且通”；将左矢“＜|”视为另一种二进制的“0”、右矢“|＞”视为另一种二进制的“1”，量子数码“|0＞”和“＜1|”通过“且”逻辑关系实现了“0”和“1”的量子叠加；将影子态矢的左矢“＜|”用英文字母“O”表示、右矢“|＞”用英文字母“I”表示，则影子态矢可表述成另一种形式的二进制数码“I、O”，并且二进制“I、O”的逻辑运算与二进制“0、1”相似，但是，量子数码的逻辑运算是一种“且”、“与”、“或”同时运用的逻辑运算，因此影子态矢的逻辑运算也是一种“且”、“与”、“或”并存的逻辑运算；由数目不等的量子数码排列而成的各种排列式叫量子编码，量子编码当中的二进制数码“0、1”的排列式叫量子编码的本征值，量子编码当中的影子态矢“＜|、|＞”的排列式叫量子编码的量子叠加态，同一量子编码当中的各个量子数码之关的逻辑关系也属于“且”关系，也要遵从“且”逻辑运算法则；位数都相同的二进制“0”和“1”与影子态矢“＜|”和“|＞”，它们排列形式的数目相同，当“＜|”与“0”对应、“|＞”与“1”对应，每一个由“0”和“1”排列而成的二进制编码(如1010)，有唯一的由左矢“＜|”和右矢“|＞”排列而成的量子叠加态(如|＞＜| |＞＜|)与之对应，这样的量子叠加态称之为本征叠加态，与本征叠加态对应的二进制编码称之为本征值，由本征值和本征叠加态组合构成的量子编码(如|1＞＜0| |1＞＜0|)称之为本征量子码，由本征值(如1010)与其它的量子叠加态(例如＜| |＞|＞＜|)构成的量子编码(例如＜1| |0＞|1＞＜0|)称之为派生量子码，一个二进制编码只有一个本征叠加态与之对应，因此只能构成一个本征量子码，而一个二进制编码却可以与多个其它的量子叠加态构成各种各样的派生量子码；本征值相同、态矢向互为相反的两个派生量子码叫反向量子码，例如“|1＞＜0| |1＞＜0|”与“＜1| |0＞＜1| |0＞”是反向量子码，态矢向相同、本征值对耦(即“0”变“1”，“1”变“0”)的两个派生量子码叫对耦量子码，例如“|1＞＜0| |1＞＜0|”与“|0＞＜1| |0＞＜1|”是对耦量子码，本征值对耦、态矢向相反的两个派生量子码叫对称量子码，例如“|1＞＜0| |1＞＜0|”与“＜0| |1＞＜0| |1＞”是对称量子码；各个量子数码，通过光电二极管不同的开、关状态来实现，各种量子编码，则通过并联在一起的各个光电二极管的各种状态来实现。