Kvantumbit

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Ugrás a navigációhoz Ugrás a kereséshez

A kvantumbit, vagy qubit (esetenként qbit) a kvantum-információelméletben az információ alapegysége, a kvantumszámítógépekben a bit megfelelője. A gyakorlatban a qubit egy kétállapotú kvantumrendszer.

Egyetlen, elszigetelt qubit: tiszta állapot[szerkesztés]

Míg egy klasszikus bit egyértelműen vagy a , vagy az állapotban van, addig egy qubit képes a két állapot szuperpozíciójában lenni. Ebben az esetben az állapotát a következőképp adhatjuk meg:

ahol és komplex számok, melyekre teljesül. Ez a képlet azt jelenti, hogy amennyiben beolvassák a állapotba állított kvantumbitet, akkor az eredmény valószínűséggel , valószínűséggel pedig lesz. Például és annak a helyzetnek felel meg, amikor a qubit a állapotban van. Az értékek pedig azt a szituációt írják le, amikor a qubit a két állapot egyenlő szuperpozíciójában van, és beolvasásakor 50% eséllyel lesz , és 50% eséllyel lesz az eredmény.

A fenti állapottal jellemzett kvantumbit ún. tiszta állapotban van. Tiszta állapot létrehozásához a kvantumbitet a környezetétől szigorúan el kell szigetelni.

Kevert állapot[szerkesztés]

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

ahol az egységmátrix, a valós -k az ún. Bloch vektor koordinátái, és a -k Pauli-mátrixok. A -k ra igaz, hogy

Irodalom[szerkesztés]

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

További információk[szerkesztés]