Qbit

Qbit
Neurtzen du	quantum information (en)
SI sistemarako konbertsioa	1
Honen izena darama	bit

Qbit bat (ingelesez qubit, quantum bit), quantum-bit edo bit kuantiko bat bi egoera propio dituen sistema kuantiko bat da, modu arbitrarioan manipula daitekeena.^[1]

Informazio hori sistema kuantiko bitar baten egoeraren bidez adieraz daiteke (adibidez, elektroi baten espina). Matematikoki, unitate moduluko bektore gisa deskriba daiteke bi dimentsioko bektore-espazio konplexu batean. Qbit baten oinarrizko bi egoerak ón ${\displaystyle |0\rangle }$ i ${\displaystyle |1\rangle }$dira, eta bit klasikoaren 0 eta 1 egoerei dagozkie (honela ahoskatzen dira: ket zero eta ket bat). Baina, gainera, qbita gainezarpen kuantikoko egoera batean egon daiteke (egoera qbital purua ere esaten zaio), bi egoera horien konbinazioan (${\displaystyle |0\rangle }$ + ${\displaystyle |1\rangle }$). Horretan, nabarmen desberdina da bit klasiko baten egoeran, 0 edo 1 balioak bakarrik har baititzake.^[2]

Qbit bat ${\displaystyle |0\rangle }$eta ${\displaystyle |1\rangle }$ oinarrizko bi egoeraren gainezarpen edo konbinazio lineal gisa irudikatzen da.^[3]

${\displaystyle |\psi \rangle =\alpha |0\rangle +\beta |1\rangle }$

non α eta β probabilitate-anplitude deitzen baitira eta zenbaki konplexuak baitira. Koefiziente horien karratuek neurri batean ${\displaystyle |0\rangle }$ eta ${\displaystyle |1\rangle }$emaitzak lortzeko probabilitatea adierazten dute. Probabilitate totalak 1 izan behar duenez, beharrezkoa da ekuazioa egiaztatzea:

${\displaystyle \|\alpha \|^{2}+\|\beta \|^{2}=1}$

non

${\displaystyle \alpha =\mathrm {e} ^{\mathrm {i} \phi /2}\cos(\theta /2)}$

${\displaystyle \beta =\mathrm {e} ^{-\mathrm {i} \phi /2}\sin(\theta /2)}$

eta orduan :

${\displaystyle \left|\psi \right\rangle =\mathrm {e} ^{\mathrm {i} \phi /2}\cos(\theta /2)\left|0\right\rangle +\mathrm {e} ^{-\mathrm {i} \phi /2}\sin(\theta /2)\left|1\right\rangle }$

Bi mailako edozein egoera kuantiko erabil daiteke qbit bat adierazteko. Adibidez:

Aldagai fisikoa	Izena	Egoera${\displaystyle |0\rangle }$	Egoera${\displaystyle |1\rangle }$
Fotoia	Polarizazioa	Horizontala	Bertikala
Elektroia	Espin	Gora	Behera
Puntu kuantikoa	Espin	Gora	Behera
Josephson efektua	Korrontea	Erlojuaren noranzkoa	Erlojuaren kontrako noranzkoa