電晶體是個充滿智慧的人工元件，神奇的利用費米–迪拉克統計原理，巧妙的把電子原有的不確定性及機率分佈的自然特徵，強制轉成毫無混淆的 0 和 1 數位。
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費米–迪拉克分佈統計原理開啟了量子統計熱力學，定義了費米能階的偉大觀念，這是量子力學和熱力學的發展史上史詩級的重大突破。費米–迪拉克分佈統計原理相應於古典熱力學，就如同量子力學或愛因斯坦特殊相對論相應於牛頓的古典力學一樣，開啟了新的視野。我們今天可以先用 kT（室溫時為 26 meV）為單位來量測位能（E）或電壓位能（qV），再用 e^(E/kT) 或 e^(qV/kT) 指數函數來細數半導體體內的電子及電洞的數目。電子分佈在矽晶能帶的機率和該能帶位能高低成指數關係增加；此指數增加的關係，造成電晶體關閉分明，毫無混濁，成為 0 和 1 數位時代的根本源頭。電晶體是個充滿智慧的人工元件，居然巧妙的把電子原有的不確定性及機率分佈的自然特徵，強制轉成毫無混濁的 0 和 1 數位，令人讚嘆不已！
Spin qubit quantum computer
自旋 qubit 是量子時代智慧的微觀單元，奇妙地利用電子自旋的量子性質——一種遠超古典想像的內秉角動量，其本身便帶有疊加與糾纏的潛能。她不再像傳統電晶體那般努力將自然的機率性排除，而是巧妙地擁抱電子自旋的雙態特性，讓 |↑⟩ 與 |↓⟩ 這對自旋上下量子態，不僅只是對應邏輯 0 與 1，而是彼此交融為 α|0⟩ + β|1⟩ 的疊加態。
這種疊加與糾纏的特質，來自純粹的量子力學，而非統計平均；她不是大量電子的分布結果，而是一個單一電子在量子井中優雅旋轉的瞬間。自旋 qubit 利用磁場與微波脈衝，在布洛赫球面上精準操控量子態的軌跡，將邏輯與運算提升至前所未有的維度。
在這裡，0 與 1 不再是截然分離的對立，而是一種可干涉、可交融的語言。這正是量子計算與經典計算的根本差異。
