学习路径 / 进制实验
互动学习
EXPERIMENT 01 数字的另一种写法

换一种进制,数还是那个数。

先从熟悉的数开始。拖动滑块,看看十进制的 8,在另两种进制中怎样表示。

进位观察台

同步比较 · 非量子实验
0—999

试试从 8 加到 9:三进制会从 22 变成 100。

数量不变,分组方式变了

=

进制规定“逢几进一”,不改变数量。

二进制用 0、1;三进制用 0、1、2;十进制用 0 到 9。计算机显示十进制,并不意味着内部也用十种电压。

三种进制,一眼比较

位数少 ≠ 计算更快
比较什么二进制三进制十进制
可用数字0、10、1、20—9
从右向左的位权1,2,4,8…1,3,9,27…1,10,100…
十进制 42 的写法101010₂1120₃42₁₀
6 位的不同编码数2⁶ = 643⁶ = 72910⁶ = 1,000,000
应用与代价主流数字逻辑;两类信号便于区分可以设计;需要可靠区分三类信号日常表达方便;单元十态区分更复杂
想再深入一点:三进制的一位,等于多少比特?

一个经典三态单元有 3 种可区分符号,最大信息量为 log₂3 ≈ 1.585 比特;n 个单元有 3ⁿ 种编码。这里比较的是编码容量,不是运算速度。还有使用 −1、0、+1 的“平衡三进制”,同样不必依赖量子物理。

科学依据与使用说明

适合高一学生。建议依次探索 6 个单元,约 25 分钟;教师也可直接进入某个实验。可离线使用全部实验,访问下列参考资料时需要联网。

  1. NIST · Quantum Computing Explained

    量子计算的基本概念与不同物理载体。

  2. IBM Quantum Learning · Quantum mechanics basics

    态、叠加、测量、相位、H 门、干涉与纠缠。

  3. Goss 等 · High-Fidelity Qutrit Entangling Gates for Superconducting Circuits

    三能级超导单元的实验控制及纠缠门研究。

  4. Roy 等 · Realization of two-qutrit quantum algorithms on a programmable superconducting processor

    qutrit 算法的实验实例,不是取代通用电脑的证明。

模型的边界

应用中的图、随机采样和数值均为教学模拟。能级间隔并非实测;原子云为概率意象,不是电子轨道;布洛赫球是 qubit 纯态的抽象地图;三角形仅表示 qutrit 在固定基下的测量概率;电压实验只比较同一范围内的等间距编码。

学习记录只保留在本次打开期间;刷新后重新开始。本地版本无需登录,不收集学生信息;在线版访问范围由发布设置决定。本应用不会调用真实量子计算机。

资料核对:2026 年 9 月。课程刻意简化数学;公式可选读。