Kübüt (qubit),
kuantum bit veya bir kuantum bilgisayarın en küçük bilgi depolama birimidir.
Bir kuantum
bilgisayarda bilgiler, kuantum bitlerde veya kübit'lerde kodlanır. Bir bit gibi,
bir kübit de, iki özdurumdan birinde olabilir (|0> and |1>); bitten
farklı olarak kübit bu durumların süperpozisyonuna izin verir, dolayısıyla daha
bilgilendiricidir:
A*|0>+B*|1> |
A |2 + | B |2 = 1
A ve B
normalleştirme koşullarını sağlayan karmaşık sayılardır
Bir kubit, kazara
herhangi bir ölçüm durumunda kendi özdurumlarından birine döner. Kübiteler
birbirleriyle dolaşılabilir (diğer bir deyişle birbirleriyle gözlemlenmemiş
bağlara sahip olabilirler); böyle bir dolaşmış sistemin bir kubitindeki herhangi
bir etki, sistemin diğer kübit'lerinin durumlarını sürekli bir şekilde
değiştirmelerine neden olur. Bu şekilde dolaşmış olan kübit kümesi, yüklü bir
kuantum kaydı olarak yorumlanabilir.
Kübbit'in fiziksel
uygulanması için, değerlerini belirleyen bir dalga fonksiyonuna sahip
herhangibir iki-seviyeli sistem (spin, foton, atom, molekül, iyon)
kullanılabilir. Bir mesaj bir N kübitler dizisidir, yani N değişkeninin dalga fonksiyonuna
karşılık gelir.
Her şeyden önce, bir
kuantum işlemciyi geliştirirken, fiziksel bir sistem (işlemcinin fiziksel
temeli) seçmek gerekir; bugün, bu tür sistemlerin en çok tartışılan seçenekleri
şöyledir:
- İndirekt spin-spin etkileşimlerle bağlanmış spin- ½ çekirdekler; kübitler üzerinde logic işlemler (radyo frekansı pulsları kullanılarak) ve sonuç çıkışı (standart nükleer manyetik rezonans yöntemlerle yapılır)
- İyonların Lazerle mikro-Kelvin sıcaklıklarına soğutması koşullarında iyon kapanlarında yakalanan iyonların enerji seviyeleri. Bu gibi iyon kapanları elektrik alanının belirli bir konfigürasyonuyla vakumda yaratılır.
- Josephson bağlantılarla ilişkili süperiletken kuantum dotların yük durumları; yük kübit.
- Süperiletken bir halkada Josephson bağlantılarla süperiletken kuantum interferometelerin kuantum durumları; faz kübit.
