kvantebit

En kvantebit befinner seg i en kombinasjon av tilstandene |0> og |1> i motsetning til en vanlig bit som befinner seg enten i tilstand 0 eller 1. Dette kan illustreres grafisk ved at tilstanden til en kvantebit befinner seg på en kule. Det eksakte punktet kvantebiten befinner seg på, bestemmes av koeffisientene a og b (se hovedtekst). Disse koeffisientene kan uttrykkes via vinklene som utspenner kulen, kalt θ og φ i figuren.
Illustrasjon av tilstanden til en kvantebit. av . Public domain

En kvantebit er et kvantemekanisk system som befinner seg i en kombinasjon av to mulige tilstander.

Faktaboks

Også kjent som

qubit (engelsk)

På samme vis som en bit (0 eller 1) utgjør den grunnleggende informasjonsenheten i en vanlig datamaskin, danner en kvantebit grunnlaget for beregninger utført med en kvantedatamaskin.

Beskrivelse

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.

Mulige anvendelser

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.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg