La información clásica que conocemos se almacena como bits de 0 y 1. Cualquier cosa que queramos expresar que pueda ser interpretada por la computadora se codifica como 0 y 1 y como entrada al sistema.
Llegando al sistema cuántico … el estado de un sistema cuántico son las funciones propias del Hamiltoniano. El ejemplo más básico es un sistema cuántico de dos niveles, es decir, con solo dos niveles de energía. Aquí, estos dos niveles de energía son análogos a los bits 0 y 1 en el caso clásico. Maravillosamente, el estado del sistema no solo necesita ser | 0> u 11> sino también una superposición de los dos como a | 0> + b | 1> donde a ^ 2 + b ^ 2 = 1. Hay infinitos de tales y b’s. Por lo tanto, la cantidad de información que se puede almacenar en un sistema cuántico de dos niveles es impresionantemente superior en comparación con el caso clásico en el que necesita una gran cantidad de 0 y 1 para expresar cierta información, a diferencia del caso cuántico donde solo ayb definen todo. Físicamente, estos se implementan mediante el uso de fotones (la polarización del fotón tiene dos estados posibles) o iones (niveles de energía de iones) o electrones (espín de un electrón), etc.
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