Kaj je Qubit?

Kubit je primer kvantnega bita. Pri kvantnem računanju kubit služi kot nasprotje binarni števki, ki je običajno znana kot bit. Binarna številka služi kot najosnovnejša informacijska enota v klasičnem računalniku. Na podoben način qubit služi kot najbolj osnovna enota informacij v kvantnem računalniku.

Pri kvantnem računalniku so ti kvantni biti ali kubiti v bistvu fotonski ali elektronski delci, ki nosijo polarizacijo ali naboj, ki je pozitiven ali negativen. Naboj kubita se v dejanskem programiranju bere kot “0” ali “1”. Prav medsebojni odnos in zmogljivost teh nabitih delcev zagotavljata osnovno funkcionalnost kvantnega računalništva, saj funkcija temelji na kvantni teoriji.

Funkcijo kubita urejata dva principa, ki sta temeljni za idejo kvantne fizike. Eno od teh načel je superpozicija. V smislu kubita je superpozicija povezana s tem, kako kubit deluje v magnetnem polju. Če se delec kubita ali elektrona vrti ali vrti v skladu s poljem, je to znano kot stanje spin-up. Če se kubit vrti ali vrti v nasprotju s poljem, je to znano kot stanje vrtenja navzdol. Uporaba dotoka energije lahko spremeni vrtenje kubita in tako omogoči manipuliranje uporabnosti vsakega kubita v polju.

Drugo načelo, ki vpliva na funkcijo kubita, je zapletanje. To načelo je povezano z načinom, kako posamezni kubiti medsebojno delujejo. V bistvu, ko se vzpostavi nekakšna povezava med kubiti, povezava ostane na mestu. To vodi do tvorbe kubitnih parov. Par vsebuje kubit, ki je v stanju vrtenja navzgor, medtem ko je drugi kubit v stanju vrtenja navzdol. Zanimivost tega pojava je, da so lahko med obema kubitoma v paru velike razdalje, vendar se še vedno odzivata drug na drugega kot nasprotja.

Ko je superpozicijo in zapletanje mogoče izkoristiti in manipulirati, je rezultat vzpostavitev velike računalniške moči. Dvojna narava kubitnega para omogoča kvantnemu računalniku shranjevanje več številk v primerjavi z binarno konfiguracijo računalnika. To posledično vodi do povečane zmogljivosti, ki omogoča širši razpon hkratne funkcionalnosti, zaradi česar so kvantni računalniki idealni za situacije, ki zahtevajo obdelavo velikih količin podatkov v razmeroma majhnem časovnem oknu.