Kvantumbit

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából

A kvantumbit, vagy qubit, a magyar szakirodalomban esetenként qbit egy bit kvantummechanikai megfelelője. Más fogalmazásban, a qubit egy kétállapotú, és mint ilyen, a lehető legegyszerűbb kvantumrendszer.

Tiszta állapot[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Míg egy klasszikus bit vagy a 0, vagy az 1 állapotban van, addig egy qubit képes a két állapot szuperpozíciójában lenni. Amennyiben tiszta állapotban van, állapotát a következőképp adhatjuk meg:

 | \psi \rangle = \alpha |0 \rangle + \beta |1 \rangle,

Ahol  \alpha és  \beta komplex számok amelyekre  |\alpha|^2 + |\beta|^2 = 1 .

Például \alpha=1 és \beta=0 annak a helyzetnek felel meg, amikor a qubit a |0 \rangle állapotban van. A \alpha=\beta=\frac{1}{\sqrt{2}} pedig azt a szituációt írja le, amikor a qubit a két állapot egyenlő szuperpozíciójában van.

Kevert állapot[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Amennyiben a qubit kevert állapotban van, akkor sűrűségmátrixát a következő alakban írhatjuk le

 \rho  = \frac{1}{2} E  + \frac{1}{2}\sum_{k=x,y,z} c_k \sigma_k,

ahol  E az egységmátrix, a valós  c_k -k az ún. Bloch vektor koordinátái, és a  \sigma_k -k Pauli-mátrixok. A  c_k -k ra igaz, hogy  \sum_k c_k^2 \le 1.

Irodalom[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

M.A. Nielsen, I.L. Chuang: Quantum Computation and Quantum Information, Cambridge University Press; első kiadás (2000. szeptember).