Qubit

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia

Một qubit, hay bit lượng tử, là một đơn vị của thông tin lượng tử. Thông tin đó miêu tả một hệ cơ học lượng tử có 2 trạng thái cơ bản, thường được ký hiệu |0 \rangle|1 \rangle (đọc là két 0 và két 1). Một trạng thái qubit thuần túy là chồng chập lượng tử tuyến tính của hai trạng thái cơ bản trên. Điều này khác với bit của thông tin cổ điển, chỉ nhận một trong 2 giá trị 0 hoặc 1.

Sự khác biệt của qubit so với bit cổ điển, không chỉ ở sự biến thiên giá trị liên tục thông qua chồng chập lượng tử, (không có gì mới so với một đại lượng tương tự), mà còn ở chỗ cùng một lúc nhiều qubit có thể tồn tại và liên hệ với nhau qua vướng víu lượng tử. Sự vướng víu này có thể xảy ra ở khoảng cách vĩ mô giữa các qubit, cho phép chúng thể hiện các chồng chập cùng lúc của nhiều dãy ký tự (ví dụ chồng chập 01010 và 11111). Tính chất "song song lượng tử" này là thế mạnh cơ bản của máy tính lượng tử.

Máy tính lượng tử thực hiện tính toán bằng việc xử lý các qubit. Các qubit có thể được lưu ở các bộ nhớ qubit.

Tương tự, một đơn vị thông tin lượng tử có 3 trạng thái cơ bản gọi là qutrit, tương ứng với khái niệm trong thông tin cổ điển là trit. Từ "qudit" dùng cho đơn vị thông tin lượng tử có d trạng thái cơ bản.

Benjamin Schumacher đã khám phá ra cách giải nghĩa thông tin lượng tử. Ông nén được thông tin của một trạng thái lượng tử vốn là chồng chập của d trạng thái cơ bản, lưu nó trên một số lượng nhỏ hơn d các trạng thái. Phương pháp này gọi là nén Schumacher. Schumacher cũng là người nghĩ ra từ qubit.

Không gian trạng thái của bộ nhớ một qubit có thể miêu tả trên hình học bằng hình cầu Bloch. Nó là không gian 2 chiều, nghĩa là trạng thái lượng tử của một qubit có hai bậc tự do. Một bộ nhớ chứa n qubit sẽ có 2n+1 − 2 bậc tự do. Con số này nhiều hơn gấp bội con số cổ điển 2n, nhờ vào hiện tượng vướng víu lượng tử.

[sửa] Liên kết ngoài

(bằng tiếng Anh)

Máy tính lượng tử
Qubit | Mạch lượng tử | Máy tính lượng tử | Mật mã lượng tử | Thông tin lượng tử | Viễn du lượng tử | Máy ảo lượng tử | Lịch sử máy tính lượng tử
Máy tính lượng tử cộng hưởng từ hạt nhân
Máy tính lượng tử CHT lỏng | Máy tính lượng tử CHT rắn
Máy tính quang tử
Máy tính quang tử tuyến tính | Máy tính quang tử phi tuyến | Máy tính lượng tử đồng pha
Máy tính lượng tử bẫy ion
Máy tính bẫy ion NIST | Máy tính bẫy ion Áo
Máy tính lượng tử silíc
Máy tính lượng tử Kane
Máy tính lượng tử siêu dẫn
Qubit tích điện | Qubit thông | Qubit lai