kvantebit

I klassisk fysikk befinner et fysisk system seg med sikkerhet i en gitt tilstand. Det kan for eksempel enten gå en lav eller høy strøm gjennom et materiale. Et slikt system kan da beskrives med en såkalt bit som tar verdiene 0 eller 1. Tilstanden med lav strøm kan da kalles 0 mens tilstanden med høy strøm kalles 1. På denne måten utgjør en bit en grunnleggende enhet for informasjon: systemet befinner seg i enten tilstand 0 eller tilstand 1.

I kvantefysikk, kan et fysisk system befinne seg i en kombinasjon av tilstander. Dette kalles for en superposisjon av tilstander og kan skrives symbolsk som

|Ψ> = a|0> + b|1>

Her er |Ψ> et matematisk objekt som beskriver systemtilstanden mens |0> og |1> er de to tilstandene som systemet kan befinne seg i. Koeffisientene a og b er generelt komplekse tall som har fysisk betydning på den måten at |a|² angir sannsynligheten for at systemet på et gitt tidspunkt befinner seg i tilstand |0>, mens |b|² angir samme sak for tilstand |1>.

Et system som befinner seg i en slik superposisjon av to mulige tilstander er en kvantebit.

Kvantebits er et aktivt forskningsområde i moderne kvantefysikk. Mye av interessen rundt kvantebits kommer av deres relevans for å lage kvantedatamaskiner. Det er bevist at visse typer matematiske operasjoner kan utføres mye raskere ved å bruke kvantebits istedet for klassiske bits.

Kvantebits kan dessuten fremvise et ikke-klassisk fenomen som kalles sammenfiltring. Når to kvantebits er sammenfiltrede, vil en måling av verdien til den ene kvantebiten umiddelbart påvirke hvilken verdi en måling av den andre kvantebiten vil få. Dette gjelder uansett hvor langt fra hverandre de to kvantebitene befinner seg, hvilket er en egenskap som ikke kan forklares med klassisk fysikk.

• kvantefysikk
• sammenfiltring
• bit
• kvantedatamaskin