Kubitti

Kubitti (engl. qubit eli quantum bit ’kvanttibitti’) on kvanttitietokoneen bitti.

Kubitti^[1] on kahden kvanttitilan lineaarinen superpositio. Tämä erottaa sen normaalista, digitaalisesta bitistä, joka on diskreetti ja voi saada vain arvot 0 tai 1. Tilat on yleensä merkitty kvanttimekaniikan bra-ket-merkintätavan mukaisesti $|0\rangle$ ja $|1\rangle$ . Yleinen superpositiotila voidaan tällöin esittää muodossa^[2]

|\psi \rangle =\cos({\frac {\theta }{2}})|0\rangle +e^{i\varphi }\sin({\frac {\theta }{2}})|1\rangle

Kubitin tärkeä ominaisuus, joka erottaa sen normaalista bitistä, on kuitenkin tilojen lomittuminen monien kubittien välillä. Tämä mahdollistaa sen, että sarja kubitteja voi ilmaista samaan aikaan superposition useista binääriluvuista.

Kubitit voidaan yhdistää kubittirekisteriksi, ja kvanttitietokone toimii manipuloimalla näitä rekistereitä.

Kubitin tila-avaruus eli sen mahdollisten tilojen joukko voidaan kuvata geometrisesti Blochin pallolla.

Termin alkuperä muokkaa

Kubitin käsitettä sovelsi ensimmäisenä Stephen Wiesner vuonna 1983 ehdotuksessaan kvanttirahalle, jota hän yritti julkaista yli vuosikymmenen^[3]. Myöhemmin englanninkielisen termin qubit otti käyttöön Benjamin Schumacher, joka kertoo saaneensa inspiraation William Woottersilta.

Muunnelmia muokkaa

Pääartikkeli: Kutritti

Kutritti on ternäärijärjestelmän vastine kubitille.

Lähteet muokkaa

↑ Brown, Julian: ”1 Myöhäisillan kvanttiajatuksia”, Kvanttitietokone, s. 5–8. (Minds, machines and the multiverse: The quest for the quantum computer, 2000). Suomentanut Pietiläinen, Kimmo. Helsinki: Terra Cognita, 2001. ISBN ISBN 952-5202-42-9.
↑ Kaye, P et al: ”3.1”, An introduction to quantum computing, s. 41. The state of a quantum system. New York: Oxford University Press, 2007. ISBN 0-19-857000-7. (englanniksi)
↑ Zelinger A., Dance of the Photons: From Einstein to Quantum Teleportation, Farrar, Straus & Giroux, New York, 2010, pp. 189, 192, ISBN 0374239665

Aiheesta muualla muokkaa

Commons

Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Kubitti.

Kubitin toteuttamistapoja on useita:

Miksi kubit voi olla yhtä aikaa nolla ja yksi, M. Möttönen, Tekniikan Maailma,1.8.2019

A Detailed Review of Qubit Implementations for Quantum ComputingThe Quantum Insider, 21.5.2020

Qubits made by advanced semiconductor manufacturingNature Electronics 29.3.2022

Implementation of Quantum Driving of Superconducting Qubit for Gate Error Analysis, Aashish Sah, Tampereen Yliopisto, 67s., 2020

Wikisanakirja

Wikisanakirjassa on tähän liittyvä sananselitys: kubitti.

Kvantti-informaatiotiede

Yleiset

Kvanttitietokone • DiVincenzon kriteerit • Kubitti • Kvantti-informaatio • Kvanttiohjelmointi • Kvanttietokoneiden aikajana • Kvanttilaskennan kehityslait • Luettelo kvanttisuorittimista • Kvanttilaskenta

Kvanttiviestintä

Kvanttisalaus • Kvanttiteleportaatio • Supertiheä koodi • Kvanttivahvistinasema

Kvanttialgoritmit

Shorin algoritmi • Kvanttifourier’n muunnos • Groverin algoritmi • Deutsch–Jozsa-algoritmi • Simonin ongelma

Kvanttilaskennan monimutkaisuusteoria

Universaali kvanttitietokone • Universaali kvanttisimulaattori

Kvanttilaskennan mallit

Kvanttipiiri (Kvanttiportti) • Topologinen kvanttitietokone • Adiabaattinen kvanttitietokone • Kvanttikoneoppiminen • Kontrafaktuaalinen kvanttilaskenta

Kvanttisuorittimien suorituskykyindikaattorit

Kvanttitilavuus

Dekoherenssin ennaltaehkäisy

Kvanttivirheenkorjaus

Fyysiset toteutustavat

Kvanttioptiikka	Kaviteetti-QED
Erittäin kylmät atomit	Ioniloukku • Hila
Spin-pohjaiset	Ydinmagneettinen resonanssi
Suprajohteisiin perustuva	Varauskubitti • Vuokubitti • Faasikubitti • Transmon • Unimon.

Käännös suomeksi

Tämä artikkeli tai sen osa on käännetty tai siihen on haettu tietoja muunkielisen Wikipedian artikkelista.
Alkuperäinen artikkeli: en:Qubit

[1] Brown, Julian: ”1 Myöhäisillan kvanttiajatuksia”, Kvanttitietokone, s. 5–8. (Minds, machines and the multiverse: The quest for the quantum computer, 2000). Suomentanut Pietiläinen, Kimmo. Helsinki: Terra Cognita, 2001. ISBN ISBN 952-5202-42-9.

[2] Kaye, P et al: ”3.1”, An introduction to quantum computing, s. 41. The state of a quantum system. New York: Oxford University Press, 2007. ISBN 0-19-857000-7. (englanniksi)

[Zeilinger-3] Zelinger A., Dance of the Photons: From Einstein to Quantum Teleportation, Farrar, Straus & Giroux, New York, 2010, pp. 189, 192, ISBN 0374239665

[1]

[2]

[3]