Definición de qubit (quantum bit)
En computación cuántica, un qubit o bit cuántico (quantum bit) es una unidad de información cuántica (la versión cuántica del tradicional bit) con dimensiones adicionales asociadas a las propiedades cuánticas de los átomos físicos.
La computación cuántica es realizada tras iniciar un sistema de qubits con un algoritmo cuántico ("iniciar" hace referencia a algún proceso físico avanzado que pone el sistema en un estado de entrelazamiento cuántico).
El qubit es descrito por un vector en un sistema cuántico-mecánico de dos niveles, que es formalmente equivalente a un espacio vectorial bidimensional sobre números complejos.
Bits vs Qubits
Un bit es la unidad básica de las información de las computadoras tradicionales. Sin tener en cuenta de su implementación física, un bit siempre se interpreta como un 0 o un 1.
Un qubit tiene ciertas similitudes con un bit clásico. Como un bit, un qubit puede tener dos posibles valores 0 ó 1; la diferencia es que mientras que un bit puede ser 0 ó 1, un qubit puede ser 0, 1 o una superposición cuántica de ambos.
En tanto, dos qubits pueden estar en cualquiera de los cuatro estados de superposición cuántica, y tres qubits en cualquiera de las 8 superposiciones.
En general, una computadora cuántica con N qubits, puede estar en una superposición cuántica arbitraria de 2 elevado a la N estados simultáneamente (una computadora normal puede solo estar en uno de esos 2 a la N estados en un único momento). Una computadora cuántica opera manipulando esos qubits con una secuencia fija de puertas lógicas cuánticas. La secuencia de puertas a ser aplicadas es llamada algoritmo cuántico.
Una de las principales ventajas de la computación cuántica es su capacidad para manejar enormes cantidades de información y realizar cálculos complejos en una fracción del tiempo requerido por una computadora tradicional.
Sin embargo, todavía hay muchos desafíos técnicos que deben superarse antes de que la computación cuántica pueda ser ampliamente adoptada. Uno de los mayores desafíos es la tarea de mantener los qubits en un estado de entrelazamiento cuántico durante el tiempo suficiente para realizar cálculos complejos.
A pesar de estos desafíos, la computación cuántica es una de las áreas más emocionantes y prometedoras de la investigación en ciencias de la computación, y está siendo investigada activamente por numerosos equipos en todo el mundo. Con el tiempo, se espera que la computación cuántica revolucione la forma en que procesamos y manejamos información, permitiéndonos resolver problemas que son actualmente imposibles de resolver con la tecnología disponible.
Resumen: qubit
En computación cuántica, un qubit es la unidad básica de información cuántica. A diferencia de un bit clásico que puede ser 0 o 1, un qubit puede ser 0, 1 o una superposición de ambos. Una computadora cuántica con N qubits puede estar en una superposición de 2^N estados simultáneamente. Estos qubits se manipulan con puertas lógicas cuánticas para ejecutar algoritmos cuánticos.
¿Qué es un qubit en computación cuántica?
Un qubit, o bit cuántico, es una unidad de información cuántica que tiene dimensiones adicionales relacionadas con las propiedades cuánticas de los átomos físicos.
¿Cómo se describe un qubit en un sistema cuántico-mecánico de dos niveles?
Un qubit se describe mediante un vector en un sistema cuántico-mecánico de dos niveles, equivalente a un espacio vectorial bidimensional sobre números complejos.
¿Cuál es la principal diferencia entre un bit clásico y un qubit?
La principal diferencia es que mientras que un bit clásico puede tener el valor de 0 o 1, un qubit puede tener el valor de 0, 1 o una superposición cuántica de ambos.
¿Cuántos estados de superposición cuántica pueden tener dos qubits?
Dos qubits pueden tener cualquiera de los cuatro estados de superposición cuántica posibles.
¿Cuántos estados de superposición cuántica pueden tener tres qubits?
Tres qubits pueden tener cualquiera de las 8 superposiciones cuánticas posibles.
¿Cuántos estados simultáneos puede tener una computadora cuántica con N qubits?
Una computadora cuántica con N qubits puede estar en una superposición cuántica arbitraria de 2 elevado a la N estados simultáneamente. En comparación, una computadora tradicional solo puede estar en uno de esos 2 a la N estados en un único momento.
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Autor: Leandro Alegsa
Actualizado: 18-06-2023
¿Cómo citar este artículo?
Alegsa, Leandro. (2023). Definición de qubit. Recuperado de https://www.alegsa.com.ar/Dic/qubit.php
