La idea principal es que en una computadora clásica tenemos bits – 0 o 1. Ahora piense en el giro de electrones en la mecánica cuántica – Arriba o Abajo. Supongamos que digo que Up es equivalente a 0 y Down es equivalente a 1. Por lo tanto, podemos pensar en el giro de electrones como 1 bit de información.
Sin embargo, cuando no se altera, un estado cuántico está en una superposición. ¡La superposición es un concepto extraño en el que una partícula puede estar en dos estados al mismo tiempo! SOLO IMAGINA. Pero así es la naturaleza. Como dijo Feynman, ¿no te gusta? ¡Encuentra otro universo para ti!
Bromas aparte, ya que un estado cuántico está en una superposición, por lo que el electrón tiene tanto girar hacia arriba como hacia abajo al mismo tiempo. Cuando se mide, el sistema colapsa a uno de los estados, ya sea Arriba o Abajo. Ahora puede argumentar que si ni siquiera puede medir la superposición, ¿cómo dice que hay superposición? Bueno, lo digo porque el resultado de la medición no es determinista. No hay forma de que puedas establecer previamente si subirás o bajarás. Cualquiera de los dos puede ocurrir. Ver experimento de doble rendija para más información.
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Entonces, un estado cuántico es – a | ARRIBA> + b | ABAJO> donde estos a y b son números complejos y su módulo al cuadrado debería sumar la unidad. Esto se debe a que cuando se mide este estado colapsa a | ARRIBA> con probabilidad a ^ 2 o ABAJO con probabilidad b ^ 2.
Ahora los científicos son personas perezosas, por lo que no están contentos con escribir UP & DOWN una y otra vez. Pensaron escribir UP = 0 y DOWN = 1. Entonces, el estado cuántico ahora es a | 0> + b | 1>. Ahora esto parece una superposición de bits clásicos. Así que vamos a llamarlo un bit cuántico o qubit. TADA !!! Ahora podemos pensar en hacer cosas, ahora que tenemos una noción de poco.
¿Cuánta información almacena este bit? a & b son números complejos, así que MUCHA información … ¡Mucho más que un poco clásico! Este es el comienzo de la computación cuántica. Si la naturaleza puede almacenar tanta información en una sola unidad, ¿por qué no utilizarla para nuestro beneficio?
Los bits cuánticos no necesitan ser solo espín electrónico: podemos tener polarizador de fotones, átomos de hidrógeno, etc. Esta es una introducción muy básica de lo poco que entiendo. Pero el tema es interesante y puede aprender más de varios recursos disponibles.
