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quantum-learning-playground

An interactive, gamified learning environment for quantum computing basics. Through visual puzzles, step-by-step tutorials, and hands-on experiments, learners explore superposition, entanglement, measurement, and quantum algorithms without any prior physics knowledge. Designed to make quantum computing as fun and accessible as playing a video game.

🔬 立即試用

呢個係咩?

🎯 模擬器提示

📚 術語表

Qubit
經典位元的量子模擬,能夠處於 |0> 和 |1> 狀態的疊加。
Superposition
量子系統在測量之前同時存在於多種狀態的能力。
Entanglement
粒子之間的量子相關性,其中一個粒子的狀態立即決定另一個粒子的狀態。
Measurement
觀察量子系統的過程,將疊加態塌縮成確定的狀態。
Quantum Gate
轉換量子位元狀態的基本量子運算,由酉矩陣表示。
Quantum Algorithm
量子電腦的分步程序,旨在比經典方法更快地解決特定問題。
Decoherence
由於與環境的不必要的相互作用而導致量子行為的喪失,這是量子計算的主要敵人。
Wave Function
量子系統狀態的數學描述,編碼可能測量結果的所有機率。
Interference
機率幅相加或抵消的量子現象,在量子演算法中用於放大正確答案並抑制錯誤答案。
Quantum Advantage
量子電腦在特定計算任務上超越經典電腦的能力。
Bell State
最大糾纏的兩個量子位態,量子糾纏最簡單的例子。
Hadamard Gate
創建 |0> 和 |1> 的相等疊加的基本量子閘。
Classical Computer
使用明確為 0 或 1 的位元來處理資訊的傳統電腦。
Quantum Error Correction
使用冗餘量子位元保護量子資訊免受雜訊和退相干影響的技術。
No-Cloning Theorem
基本量子定律指出不可能創造未知量子態的精確副本。
Quantum Teleportation
一種使用糾纏和經典通訊在兩個位置之間傳輸量子態的協定。
Shor's Algorithm
一種量子演算法,其對大數的分解速度比已知的經典方法快得多,威脅著當前的加密系統。
Grover's Algorithm
一種量子搜尋演算法,在未排序的資料庫中尋找項目的速度比經典搜尋快兩倍。
NISQ
嘈雜的中尺度量子 - 目前具有 50-1000 個不完美量子位元的量子計算時代。
Quantum Volume
用於測量量子電腦整體能力的指標,考慮量子位元、連接性和閘保真度。
Quantum Supremacy
谷歌在 2019 年首次宣稱量子電腦能夠執行任何經典電腦幾乎不可能完成的計算,這是一個里程碑。
Bloch Sphere
將單一量子位元狀態幾何表示為單位球體表面上的點,為量子閘操作提供視覺直觀。
Quantum Circuit
應用於量子位元的量子閘序列,是從視覺和數學角度描述量子演算法的標準模型。
Quantum Network
透過量子通訊通道連接的量子設備網絡,可實現分散式量子運算和安全通訊。
Deutsch-Jozsa Algorithm
首批展示指數加速的量子演算法之一,可透過單次評估確定函數是恆定的還是平衡的。

🏆 關鍵人物

Richard Feynman (1982)

提出了量子力學系統可用於計算的革命性想法,指出在經典電腦上模擬量子物理學從根本上來說是低效的——這一見解啟動了量子計算的整個領域

David Deutsch (1985)

形式化了通用量子電腦的概念,證明量子機可以模擬任何物理系統,為量子計算奠定了理論基礎

Lov Grover (1996)

發明了格羅弗的搜尋演算法,證明量子電腦可以比經典電腦更快地搜尋未排序的資料庫——這是最實用的量子演算法之一

Peter Shor (1994)

開發了 Shor 的因式分解演算法,顯示量子電腦可以比傳統電腦更快地破解廣泛使用的加密系統,從而使整個領域充滿活力

Charles Bennett (1993)

首創量子資訊理論,共同發明量子隱形傳態與量子金鑰分發,奠定量子通訊基礎

John Bell (1964)

發展了貝爾定理和貝爾不等式,提供了第一種通過實驗測試和確認量子糾纏是真實的且無法用經典物理學解釋的方法

Erwin Schrodinger (1935)

制定了支配量子態演化的薛丁格方程,並引入了著名的薛丁格貓思想實驗來說明量子疊加的悖論

🎓 學習資源

💬 畀學習者嘅話

{'encouragement': 'You do not need to be a physics genius to understand quantum computing. If you can flip a coin, imagine a spinning top, or play a video game, you already have the intuition needed to start learning. This playground was built for you - no prerequisites, no judgment, just curiosity and wonder.', 'reminder': "Even the greatest quantum physicists like Richard Feynman said 'nobody understands quantum mechanics' - meaning the weirdness is part of the beauty. When something seems strange or counterintuitive, you are not failing; you are experiencing the same wonder that has captivated scientists for a century. Embrace the strangeness!", 'action': 'Start with the first puzzle about superposition - place a qubit in the |0> state, apply a Hadamard gate, and observe what happens. You will see that the qubit enters a superposition where it is both 0 and 1 at the same time. Congratulations - you just performed your first quantum operation! Now try measuring it multiple times to see the probabilistic nature of quantum mechanics in action.', 'dream': "We dream of a world where every child has the opportunity to play with quantum computing from a young age - where a 10-year-old in a rural school in Madagascar can explore quantum entanglement during recess, where a teenager in a refugee camp can learn Grover's algorithm on a donated tablet, and where quantum literacy becomes as universal as reading and writing.", 'wiaVision': 'WIA Book envisions a quantum-literate generation that sees quantum computing not as an intimidating frontier but as a natural extension of their digital world. Through playful, gamified learning experiences like the Quantum Learning Playground, we are planting seeds of quantum understanding that will bloom into the innovations of tomorrow.'}

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