Кубит

Куби́т (q-бит, кьюбит; от quantum bit) — квантовый разряд или наименьший элемент для хранения информации в квантовом компьютере .

Как и бит, кубит допускает два собственных состояния, обозначаемых $|0 \rangle$ и $|1 \rangle$ (обозначения Дирака), но при этом может находиться и в их суперпозиции, то есть в состоянии $A*|0 \rangle + B*|1 \rangle$, где A и B любые комплексные числа, удовлетворяющие условию | A | ² + | B | ² = 1.

При любом измерении состояния кубита он случайно переходит в одно из своих собственных состояний. Вероятности перехода в эти состояния равны, соответственно | A | ² и | B | ², то есть косвенно, по наблюдениям за множеством кубитов, мы всё-таки можем судить об исходном состоянии.

Кубиты могут быть связаны друг с другом, то есть, на них может быть наложена ненаблюдаемая связь, выражающаяся в том, что при всяком измерении над одним из нескольких кубитов, остальные меняются согласованно с ним. То есть, совокупность запутанных между собой кубитов может интерпретироваться как заполненный квантовый регистр. Как и отдельный кубит, квантовый регистр гораздо более информативен. Он может находиться не только во всевозможных комбинациях составляющих его битов, но и реализовывать всевозможные тонкие зависимости между ними.

Несмотря на то, что мы сами не можем непосредственно наблюдать состояние кубитов и квантовых регистров во всей полноте, между собой они могут обмениваться своим состоянием и могут его преобразовывать. Тогда есть возможность создать компьютер, способный к параллельным вычислениям на уровне своего физического устройства и проблемой остаётся лишь прочитать конечный результат вычислений.

Слово «qubit» ввел в употребление Бен Шумахер из Кеньон-колледжа (США) в 1995 г., а А. К. Звездин в своей статье предположил вариант перевода «q-бит». Иногда также можно встретить название «квантбит».

Обобщением понятия кубит является кунит (куэнк), способный хранить в одном разряде более двух значений (например, кутрит — 3, куквадрит — 4, ..., куэнк — n)

См. также

• Квантовый компьютер
• Квантовый параллелизм
• Квантовая механика
• Кутрит (англ. qutrit)
• Бит

Ссылки

• Магнитные молекулы и квантовая механика
• Квантовая информатика: компьютеры, связь и криптография
• А. Китаев, А. Шень, М. Вялый. Классические и квантовые вычисления, М.: МЦНМО, 1999. 192 с.