Wat is een Qubit?
De qubit is een voorbeeld van een kwantumbit. In quantum computing dient de qubit als de tegenhanger van het binaire cijfer, dat normaal bekend staat als een bit. Een binair cijfer dient als de meest basale informatie-eenheid in een klassieke computer. Op dezelfde manier dient de qubit als de meest basale eenheid van informatie in een kwantumcomputer.
Met een kwantumcomputer zijn deze kwantumbits of qubits in wezen fotonen- of elektronendeeltjes die een polarisatie of lading dragen die positief of negatief is. De lading van de qubit wordt in de eigenlijke programmering gelezen als een "0" of een "1". Het is de samenhang en de prestaties van deze geladen deeltjes die de basisfunctionaliteit van quantum computing bieden, omdat de functie is gebaseerd op de quantumtheorie .
De functie van de qubit wordt bepaald door twee principes die fundamenteel zijn voor het idee van kwantumfysica. Een van deze principes is superpositie. Wat de qubit betreft, heeft superpositie te maken met hoe de qubit presteert binnen een magnetisch veld. Als het qubit- of elektrondeeltje roteert of draait in lijn met het veld, staat dit bekend als een spin-up-toestand. Als de qubit roteert of tegengesteld aan het veld draait, wordt dit een spin-down-status genoemd. Het gebruik van een instroom van energie kan de spin van de qubit veranderen en zo het nut van elke qubit in het veld manipuleren.
Een tweede principe dat invloed heeft op de functie van een qubit is verstrengeling. Dit principe heeft te maken met de manier waarop individuele qubits met elkaar omgaan. Nadat een verbinding van een bepaald type tussen qubits is gemaakt, blijft de verbinding in wezen bestaan. Dit leidt tot de vorming van qubit-paren. Het paar bevat een qubit die zich in een spin-up bevindt, terwijl de tweede qubit zich in een spin-down bevindt. Het interessante van dit fenomeen is dat er grote afstanden tussen de twee qubits in het paar kunnen zijn, maar ze reageren nog steeds op elkaar als tegenpolen.
Wanneer superpositie en verstrengeling kunnen worden benut en gemanipuleerd, is het resultaat dat er veel rekenkracht wordt opgebouwd. Het dubbele karakter van een qubit-paar maakt het voor een kwantumcomputer mogelijk om meer nummers op te slaan in vergelijking met een binaire computerconfiguratie. Dit leidt op zijn beurt tot een vergroting van de capaciteit die een breder scala aan gelijktijdige functionaliteit mogelijk maakt, waardoor kwantumcomputers ideaal zijn voor situaties waarbij binnen een relatief kort tijdsbestek grote hoeveelheden gegevens moeten worden verwerkt.