El término qubit se usa para discutir la computación cuántica de la misma manera que los bits se usan para discutir la computación clásica. El sufijo qu establece que el comportamiento de los qubits es bastante diferente del de los bits. Los qubits obedecen las reglas de la información cuántica. Donde se dice que un bit está en un estado de uno o cero; los estados qubit se asignan de manera abstracta a la esfera de Bloch.
Las compuertas cuánticas que procesan qubits pueden describirse por cómo producen rotaciones en el estado de un qubit representado por la Esfera de Bloch.
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La manifestación física de los qubits depende de los medios elegidos para implementar las puertas cuánticas.
¿Cómo se representan físicamente los qubits? un Quora Q&A enumera algunos de los objetos cuánticos que se han considerado como base para qubits:
- Fotones
- Electrones
- Núcleo
- Celosías ópticas
- Josephson junction
- Puntos cuánticos
- Iones atrapados
Dependiendo de qué base se haya elegido, la manipulación del objeto cuántico (identificado con el qubit) es lo que funciona. Por lo general, los rayos láser pueden modificar los iones atrapados. La lectura usó el mismo enfoque.
Una descripción bastante completa de una computadora cuántica basada en iones atrapados se puede encontrar en: Computadora cuántica de iones atrapados – Wikipedia La sección de ese artículo sobre Medición obviamente es solo para el enfoque de iones atrapados, pero servirá para indicar la delicada física requerida para otras posibles implementaciones :
Medir el estado del qubit almacenado en un ion es bastante simple. Por lo general, se aplica un láser al ion que acopla solo uno de los estados qubit. Cuando el ion se colapsa en este estado durante el proceso de medición, el láser lo excitará, lo que dará como resultado la liberación de un fotón cuando el ion se desintegra del estado excitado. Después de la descomposición, el láser excita continuamente el ion y emite fotones repetidamente. Estos fotones se pueden recolectar mediante un tubo fotomultiplicador (PMT) o una cámara con dispositivo de carga acoplada (CCD). Si el ion colapsa en el otro estado qubit, entonces no interactúa con el láser y no se emite ningún fotón. Al contar el número de fotones recolectados, el estado del ion puede determinarse con una precisión muy alta (> 99.9%).
