量子電路（quantum circuit）

量子電路是寫下一段量子程式最常見的方式。你可以把它想像成一張橫過來的樂譜：每個量子位元是一條水平的線，也就是一根導線，你從左到右讀它，就像時間在向前流動。沿著每根導線，你放上一個個畫成小方塊的閘，用來變換這些量子位元。在最右端，你通常會畫一個測量符號，在那裡你最終從每個量子位元讀出一個 0 或 1。所以一個電路其實就是一份配方：把量子位元準備在一個已知狀態（常常是 |0>），施加一串選定的閘，然後測量。

這些閘並不是隨意的亂攪。每一個都是可逆的么正操作，意思是原則上你可以把它倒著運行回去。有些閘只作用在一根導線上（比如 H 閘，它把一個量子位元放進 |0> 和 |1> 的均衡疊加態）；另一些閘，比如 CNOT，橫跨兩根導線，可以讓它們糾纏起來，於是這兩個量子位元不再各自有獨立的故事。一小組閘，比如 {H, T, CNOT}，是通用的：只要數量足夠，你就能以任意所需的精度，搭建出量子電腦能做的任何計算，就像少數幾種邏輯閘就足以搭起任何古典晶片一樣。

誠實的部分在於最後會發生什麼。如此用心地排列這些閘，整個目的就是讓錯誤答案的振幅相互抵消、讓正確答案的振幅彼此相加，這靠的是干涉，這樣當你測量時，你就很可能讀出有用的東西。電路並不會悄悄把每個答案都試一遍再把最好的遞給你；每跑一次，你只會得到一個隨機的結果，其權重由玻恩規則的機率決定，因此你通常要把這個電路重複跑很多次，才能看出其中的規律。把閘的順序設計成讓干涉偏向你想要的那個答案，這正是量子演算法設計中既困難又有趣的工作。