|
در [[رایانه کوانتومی|پردازش کوانتومی]] یک کیوبیت یا [[بیت]] کوانتومی واحد پایه ایپایه‌ای پردازش کوانتومی و [[رمزنگاری کوانتومی]] بوده و مشابه بیت در رایانه هایرایانه‌های کلاسیک می باشدمی‌باشد: کوچکترین واحد ذخیره اطلاعات و معیاری از مقدار اطلاعات کوانتومی است.
از نظر فیزیکی ،فیزیکی، کیوبیت یک [[سامانه کوانتومی دوحالتی]]استاست، ،یعنییعنی سیستمی که توسط [[مکانیک کوانتومی]] به درستی قابل توصیف است و هنگام اندازه گیری یکی از دو حالت ممکن خود را اختیار می کندمی‌کند. مانند [[قطبش]] یک [[فوتون]] که در اینجااینجا، ،جهتِجهتِ قطبشِ عمودی و جهتِ قطبشِ افقی دو حالت ممکن برای سامانه هستند. در یک سامانه کلاسیکی ،کلاسیکی، هر بیت در هر لحظه یا در حالت صفر و یا در حالت یک است ،است، اما اصل هایاصل‌های [[مکانیک کوانتومی]] به کیوبیت اجاره می دهندمی‌دهند که در همان حالحال، ،حالتیحالتی را برابر با برهم نهی دو حالت اصلی نیز اختیار کند ،کند، یک ویژگی که در پردازش کوانتومی بنیادی است. به عبارتی ،عبارتی، یک کیوبیت هم ممکن است در حالت هایحالت‌های کلاسیک صفر و یک وجود داشته باشد و هم می تواندمی‌تواند در حالت ترکیب این دو قرار گیرد (یعنی همزمان دارای هر دو حالت صفر و یک باشد). در واقع همین پدیده، تفاوت اصلی بین بیت هایبیت‌های کلاسیک و کیو بیت هاست.
== بیت در برابر کیوبیت ==
یک بیت ،بیت، [[واحد بنیادی]] اطلاعات در رایانه استرایانه‌است. بدون توجه به شکل تحقق فیزیکی آن، بک بیت باید در هر لحظه یا نشان دهنده صفر و یا نشان دهنده یدهندهٔ یک باشد، مانند یک چراغ که می توانمی‌توان حالت روشن را برابر صفر و خاموش را برابر یک فرض کرد. بک کیوبیت به بیت کلاسیک شباهتشباهت‌هایی هایی دارد ،دارد، اما در کل بسیار متفاوت است. اختلاف این است که در حالی که یک بیت کلاسیکی ''باید'' در هر لحظه یا در حالت صفر و یا در حالت یک باشد ،باشد، یک کیوبیت ''می تواند'' در حالت صفر ،صفر، یک و یا برهم نهی صفر و یک نیز قرار گیرد.
== نمایش ==
دو حالتی که در آن مقدار یک کیوبیت ممکن است اندازه گیری شودشود، ، حالت هایحالت‌های پایه (یا [[بردار|بردارهای]] پایه) نامیده می شوندمی‌شوند. مرسوم است که [[حالت کوانتومی|حالت هایحالت‌های کوانتومی]] را،همانند حالترا، هایهمانند کیوبیتحالت‌های ها،کیوبیت‌ها، با [[نشان‌گذاری برا-کت|نمادگذاری برا-کت دیراک]] نمایش میدهندمی‌دهند. یعنی دو حالت پایه محاسباتی به صورت <math>| 0 \rangle </math> and <math>| 1 \rangle </math> نوشته می شوندمی‌شوند که کتِ یک و کتِ صفر خوانده می شودمی‌شود.
== حالت هایحالت‌های کیوبیت ==
[[پرونده:Bloch sphere.svg|بندانگشتی| نمایش [[کره بلوخ]] از یک کیوبیت و [[دامنه احتمال|دامنه هایدامنه‌های احتمال]] در شکل برابر اند با:{{سخ}}
<math> \alpha = \cos\left(\frac{\theta}{2}\right) </math> and <math> \beta = e^{i \phi} \sin\left(\frac{\theta}{2}\right) </math>]]{{سخ}}
حالت یک کیوبیت خالص ،خالص، [[برهم نهی|برهم نهی خطی]] دو حالت پایه است؛ یعنی یک کیوبیت می تواندمی‌تواند به صورت برهم نهی خطی <math>|0 \rangle </math> and <math>|1 \rangle </math> نمایش داده شود:
<math>| \psi \rangle = \alpha |0 \rangle + \beta |1 \rangle,\,</math>
که در آن <var>α</var> و <var>β</var> در حالت کلی، [[عدد مختلط|مختلط]] هستند. هنگامی که مقدار این کیوبیت را در مبنای استاندارد اندازه می گیریم ،می‌گیریم، [[احتمال]] رویداد <math>|0 \rangle </math> برابر <math>| \alpha |^2</math> و احتمال رویداد <math>|1 \rangle </math> برابر <math>| \beta |^2</math> است. چون مربعِ [[قدر مطلق|قدر مطلقِ]] دامنه هادامنه‌ها برابر با احتمال استاست، ،وو نتیچه آزمایش نیز یکی از دو حالت یاد شده خواهد بود، رابطه زیر بین <var>α</var> و <var>β</var> برقرار خواهد بود:
<math>| \alpha |^2 + | \beta |^2 = 1 \,</math>
=== کره یکرهٔ بلوخ ===
حالت هایحالت‌های ممکن برای یک کیوبیت را می توانمی‌توان با استفاده از [[کره بلوخ]] نمایش داد.(تصویر را ببینید). یک بیت کلاسیکی تنها می تواندمی‌تواند در قطب شمال یا قطب جنوب کره قرار گیرد و بقیه نقاط کره برای آن در دسترس نیست. اما یک حالت کیوبیت خالص می تواندمی‌تواند با هر نقطه روی کره نمایش داده شود.
سطح کره یک [[فضا|فضای]] دو بعدی است که نمایش دهنده یدهندهٔ [[فضای حالت در فیزیک|فضای حالت]] حالت هایحالت‌های کیوبیت خالص می باشدمی‌باشد. این فضای حالت دارای دو [[درجه آزادی (فیزیک و شیمی)|درجه آزادی]] است.
=== عملیات روی حالت های کیوبیت خالص === ▼چند=== عملیات فیزیکی می تواند روی حالتحالت‌های کیوبیت خالص انجام شود:===
▲===چند عملیات فیزیکی می‌تواند روی حالت های کیوبیت خالص ===انجام شود:
* یک [[گیت کوانتومی|گیت منطقی کوانتومی]] می تواندمی‌تواند روی یک کیوبیت عمل کند. به زبان ریاضی ،ریاضی، کیوبیت تحت [[تبدیل یکه]] قرار می گیردمی‌گیرد. تبدیل یکه متناظر با چرخش بردار کیوبیت روی کره بلوخ است.
* [[اندازه گیری در مکانیک کوانتومی|اندازه گیری در مبنای استاندارد]] ، که برای کسب اطلاعات از حالت کیوبیت انجام میمی‌شود. شود.اندازه گیری حالت کیوبیت ،کیوبیت، حالت آن را تغییر می دهدمی‌دهد ؛یعنی مقادیر <var>α</var> و <var>β</var> تغییر می کنندمی‌کنند. برای مثال اگر نتیجه آزمایش <math>|1 \rangle </math> باشد ،باشد، <var>α</var> به 1۱ و <var>β</var> به 0۰ تغییر مقدار می دهندمی‌دهند.
== درهم‌تنیدگی ==
یک تفاوت مهم بین بیت هایبیت‌های کلاسیکی و بیت هایبیت‌های کوانتومی ، این است که چند کیوبیت می توانندمی‌توانند با هم، [[درهم‌تنیدگی کوانتومی]] به نمایش بگذارند.
=== رجیستر کوانتومی ===
چند کیوبیتِ درهم‌تنیده در کنار هم تشکیل یک [[رجیستر کوانتومی|رجیستر کیوبیت]] می دهندمی‌دهند.رایانه هایرایانه‌های کوانتومی محاسبات را به وسیله عملیات روی کیوبیت هاکیوبیت‌ها در یک رجیستر انجام می دهندمی‌دهند.
== انواع کیوبیت هاکیوبیت‌ها ==
{{بخش نیازمند گسترش}}
== تحقق فیزیکی ==
{{بخش نیازمند گسترش}}
* {{cite journal
|author=S. Weisner | authorlink=Stephen Wiesner
|year=1983۱۹۸۳
|title=Conjugate coding
|journal=[[Association of Computing Machinery]], Special Interest Group in Algorithms and Computation Theory
|volume=15۱۵ |pages=78–88۷۸–۸۸
}} name="Zeilinger">A. Zelinger, ''Dance of the Photons: From Einstein to Quantum Teleportation'', Farrar, Straus & Giroux, New York, 2010, pp. 189, 192, ISBN 0-374-23966-5
* {{cite journal
|author=B. Schumacher | authorlink=Benjamin Schumacher
|year=1995۱۹۹۵
|title=Quantum coding
|journal=[[Physical Review A]]
|volume=51۵۱ |pages=2738–2747۲۷۳۸–۲۷۴۷
|doi=10.1103/PhysRevA.51.2738
|bibcode = 1995PhRvA..51.2738S
|issue=4۴}}{{پایان}}
[[رده:مقاله‌های ایجاد شده توسط ایجادگر]]
| 