In der Quant-Computerwissenschaft hat ein qubit oder Quant gebissen ist eine Einheit der Quant-Information — der Quant-Entsprechung des klassischen Bit — mit zusätzlichen zu den Quant-Eigenschaften eines physischen Atoms vereinigten Dimensionen.

Der physische Aufbau eines Quant-Computers ist selbst eine Einordnung von verfangenen Atomen, und der qubit vertritt sowohl das Zustandgedächtnis als auch den Staat der Verwicklung in einem System. Eine Quant-Berechnung wird durch das Initialisieren eines Systems von qubits mit einem Quant-Algorithmus — "Initialisierung" durchgeführt, die sich hier auf etwas fortgeschrittenen physischen Prozess bezieht, der das System in einen verfangenen Staat stellt.

Der qubit wird durch einen Quant-Staat in einem mit dem Quant mechanischen Zwei-Staaten-System beschrieben, das zu einem zweidimensionalen Vektorraum über die komplexen Zahlen formell gleichwertig ist. Ein Beispiel eines Zwei-Staaten-Quant-Systems ist die Polarisation eines einzelnen Fotons: Hier sind die zwei Staaten vertikale Polarisation und horizontale Polarisation. In einem klassischen System würde wenig in einem Staat oder dem anderen sein müssen, aber Quant-Mechanik erlaubt dem qubit, in einer Überlagerung von beiden Staaten zur gleichen Zeit, ein Eigentum zu sein, das für die Quant-Computerwissenschaft grundsätzlich ist.

Bit gegen qubit

Wenig ist die grundlegende Einheit der Computerinformation. Unabhängig von seiner physischen Verwirklichung, wie man immer versteht, ist wenig entweder 0 oder 1. Eine Analogie dazu ist ein leichter Schalter - mit von der Position, die 0 und auf der Position vertritt, die 1 vertritt.

Ein qubit hat einige Ähnlichkeiten zu einem klassischen Bit, aber ist insgesamt sehr verschieden. Wie ein bisschen kann ein qubit zwei mögliche Werte normalerweise 0 oder 1 haben. Der Unterschied ist, dass, wohingegen wenig entweder 0 oder 1 sein muss, ein qubit 0, 1, oder eine Überlagerung von beiden sein kann.

Darstellung

Die zwei Staaten, in denen ein qubit gemessen werden kann, sind als Basisstaaten (oder Basisvektoren) bekannt. Wie die Tradition mit jeder Sorte von Quant-Staaten ist, wird Dirac oder Notation des Büstenhalters-ket, verwendet, um sie zu vertreten. Das bedeutet, dass die zwei rechenbetonten Basisstaaten als und (ausgesprochen "ket 0" und "ket 1") herkömmlich geschrieben werden.

Qubit setzt fest

Ein reiner Qubit-Staat ist eine geradlinige Überlagerung der Basisstaaten. Das bedeutet, dass der qubit als eine geradlinige Kombination vertreten werden kann und:

wo und Wahrscheinlichkeitsumfänge sind und im Allgemeinen beide komplexe Zahlen sein kann.

Wenn wir diesen qubit in der Standardbasis messen, ist die Wahrscheinlichkeit des Ergebnisses, und die Wahrscheinlichkeit des Ergebnisses ist. Weil die absoluten Quadrate der Umfänge zu Wahrscheinlichkeiten entsprechen, hieraus folgt dass und durch die Gleichung beschränkt werden muss

einfach weil das sicherstellt, dass Sie entweder einen Staat oder den anderen messen müssen.

Bereich von Bloch

Die möglichen Staaten für einen einzelnen qubit können mit einem Bereich von Bloch vergegenwärtigt werden (sieh Diagramm). Vertreten auf solch einem Bereich konnte ein klassisches Bit nur am "Nordpol" oder dem "Südpol" in den Positionen sein, wo und beziehungsweise sind. Der Rest der Oberfläche des Bereichs ist zu einem klassischen Bit unzugänglich, aber ein reiner Qubit-Staat kann durch jeden Punkt auf der Oberfläche vertreten werden. Zum Beispiel der reine Qubit-Staat

Lagerung von Qubit

In einer betitelten Zeitung: "Halbleiterquant-Gedächtnis mit der P Kerndrehung," veröffentlicht im Problem am 23. Oktober 2008 der Zeitschrift Natur hat eine internationale Mannschaft von Wissenschaftlern, die Forscher mit dem Lawrence Berkeley des amerikanischen Energieministeriums Nationales Laboratorium eingeschlossen haben (Laboratorium von Berkeley) das erste relativ lange (1.75 Sekunden) und zusammenhängende Übertragung eines Überlagerungsstaates in einer Elektrondrehung gemeldet, die qubit zu einer Kerndrehung "Gedächtnis" qubit "in einer Prozession" geht". Dieses Ereignis kann als die erste relativ konsequente Quant-Datenlagerung, ein Lebensschritt zur Entwicklung der Quant-Computerwissenschaft betrachtet werden.

Ursprung des Konzepts und Begriffes

Das Konzept des qubit wurde von Stephen Wiesner 1983 in seinem Vorschlag für das unschmiedbare Quant-Geld unbewusst eingeführt, das er versucht hatte, seit mehr als einem Jahrzehnt zu veröffentlichen.

Das Münzen des Begriffes "qubit" wird Benjamin Schumacher zugeschrieben. In den Anerkennungen seines Papiers stellt Schumacher fest, dass der Begriff qubit im Scherz (wegen seiner fonologischen Ähnlichkeit mit einer alten Einheit der Länge genannt Elle) während eines Gespräches mit William Wootters erfunden wurde. Das Papier beschreibt eine Weise, von einer Quant-Informationsquelle ausgestrahlte Staaten zusammenzupressen, so dass sie weniger physische Mittel verlangen zu versorgen. Dieses Verfahren ist jetzt als Kompression von Schumacher bekannt.

Siehe auch

• Der Staat W
• Quant-Computer
• Computer von Photonic

Links

• Eine Aktualisierung auf qubits im Problem im Okt 2005 von Wissenschaftlichem amerikanischem
• Qubit.org cofounded durch einen der Pioniere in der Quant-Berechnung, David Deutschs
• Das Quant-Rechenlesen auf dem Quant, rechnend