Tutaj wklej kod Google AdSense
W informatyce klasycznej, bit może być tylko 0 lub 1. W informatyce kwantowej mamy do czynienia z **kubitami**, które działają w zupełnie inny sposób. Dzięki dwóm dziwnym zjawiskom – **superpozycji** i **kolapsowi** – kubity mogą robić rzeczy niemożliwe dla zwykłych bitów.
**Kubit** (od ang. qubit, czyli quantum bit) to najmniejsza, niepodzielna jednostka informacji kwantowej, będąca fundamentem komputera kwantowego. W przeciwieństwie do klasycznego bitu (który jest albo 0, albo 1), kubit może znajdować się w **dowolnej superpozycji** tych dwóch stanów.
Z fizycznego punktu widzenia, kubit jest układem, który można opisać dwoma stanami kwantowymi. Często używanymi przykładami są:
Matematycznie stan kubitu opisuje unormowany wektor w dwuwymiarowej przestrzeni Hilberta: $$|\psi\rangle = \alpha|0\rangle + \beta|1\rangle$$ gdzie $\alpha$ i $\beta$ to liczby zespolone zwane amplitudami prawdopodobieństwa, które spełniają warunek $$|\alpha|^2 + |\beta|^2 = 1$$ Fizyczny sens tych liczb jest taki, że po wykonaniu pomiaru, kubit znajdzie się w stanie $|0\rangle$ z prawdopodobieństwem $|\alpha|^2$ i w stanie $|1\rangle$ z prawdopodobieństwem $|\beta|^2$.
Najlepszą wizualizacją tego stanu jest **Sfera Blocha**. Każdy punkt na jej powierzchni odpowiada unikalnemu stanowi kubitu.
Jednorazowy pomiar nie jest w stanie ujawnić nam wartości $\alpha$ i $\beta$. Aby je poznać, trzeba wykonać wielokrotne pomiary na identycznie przygotowanych kubitach. Pomiar zawsze zmienia stan kubitu z superpozycji na jeden ze stanów bazowych ($|0\rangle$ lub $|1\rangle$).
Wyobraź sobie monetę, która wiruje w powietrzu. Dopóki nie wyląduje na stole, nie wiemy, czy wypadnie orzeł, czy reszka. Możemy powiedzieć, że w tym momencie jest jednocześnie orłem i reszką. **Superpozycja** to kwantowy odpowiednik tej sytuacji. Kubit, zamiast być tylko 0 lub 1, może być w obu stanach jednocześnie, z różnym prawdopodobieństwem.
**Na wizualizacji:** Poniżej zobaczysz, jak bramka **Hadamarda** przenosi kubit ze stanu początkowego (|0⟩) w stan superpozycji.
Co się stanie, gdy w końcu złapiesz wirującą monetę? Natychmiast "wybierze" ona jeden z dwóch stanów — orzeł lub reszka. To, co w kwantowym świecie nazywamy **kolapsem funkcji falowej**, jest analogiczne do tego momentu. Pomiar (czyli "złapanie") kubitu zmusza go do przyjęcia jednego, konkretnego stanu.
**Na wizualizacji:** W poniższej wizualizacji możesz kliknąć "Kolaps", aby zasymulować pomiar. Zobacz, jak wektor stanu (strzałka) natychmiast przeskakuje do góry (|0⟩) lub do dołu (|1⟩).
Tutaj znajdzie się opis i linki do przykładowych ćwiczeń egzaminacyjnych.
Funkcja "Zapytaj AI" do pomocy w zadaniach.
Najnowsze artykuły i poradniki.