Izvorni kôd stranice Kubit

U [[Kvantno računanje|kvantnom računarstvu]], '''kubit''' ({{IPAc-en|ˈ|k|juː|b|ɪ|t}} ) ili '''kvantni bit''' je osnovna jedinica [[kvantne informacije]] — kvantna verzija klasičnog binarnog [[Bit|bita]] koji se fizički realizuje pomoću uređaja sa dva stanja. Kubit je [[Kvantni sistem sa dva stanja|kvantno-mehanički sistem u dva stanja (ili dva nivoa)]], jedan od najjednostavnijih kvantnih sistema koji pokazuje osobenost kvantne mehanike. Primjeri uključuju [[spin]] [[Elektron|elektrona]] u kojem se dva nivoa mogu uzeti kao spin gore i spin dole; ili [[Polarizacija fotona|polarizacija]] jednog [[Foton|fotona]] u kojoj se dva stanja mogu uzeti kao vertikalna polarizacija i horizontalna polarizacija. U klasičnom sistemu, bit bi morao biti u jednom ili drugom stanju. Međutim, kvantna mehanika omogućava da kubit bude u koherentnoj [[Kvantna superpozicija|superpoziciji]] oba stanja istovremeno, što je svojstvo koje je fundamentalno za [[Kvantna mehanika|kvantnu mehaniku]] i [[kvantno računanje]].

== Etimologija ==
Kovanje termina ''kubit'' pripisuje se [[Benjamin Schumacher|Benjaminu Schumacheru]].<ref name="schumacher1995">
{{Cite journal|last=B. Schumacher|author-link=Benjamin Schumacher|year=1995|title=Quantum coding|journal=[[Physical Review A]]|volume=51|issue=4|pages=2738–2747|bibcode=1995PhRvA..51.2738S|doi=10.1103/PhysRevA.51.2738|pmid=9911903}}</ref> U priznanjima u svom radu iz 1995. Šumaher navodi da je termin ''kubit'' nastao u šali tokom razgovora sa [[William Wootters|Williamom Woottersom]].

== Bit protiv kubita ==
[[Bit|Binarna cifra]], okarakterisana kao 0 ili 1, koristi se za predstavljanje informacija u klasičnim računarima. Kada se usredsredi za oba svoja stanja (0,1), binarna cifra može predstavljati do jednog bita [[Shannon informacije|Šenonove informacije]], gde je [[bit]] osnovna jedinica [[Teorija informacija|informacije]] . Međutim, u ovom članku riječ bit je sinonim za binarnu cifru.

U klasičnim računarskim tehnologijama, ''obrađeni'' bit se implementira pomoću jednog od dva nivoa niskog [[Istosmjerna struja|istosmjernog]] [[Električni napon|napona]], a pri prelasku s jednog od ova dva nivoa na drugi, takozvana "zabranjena zona" između dva [[Logički nivo|logička nivoa]] mora se proći što brže. što je moguće, budući da se električni napon ne može trenutno mijenjati s jednog nivoa na drugi.

Postoje dva moguća ishoda za mjerenje kubita—obično se uzima da imaju vrijednost "0" i "1", poput bita ili binarne cifre. Međutim, dok stanje bita može biti samo 0 ili 1, opće stanje kubita prema kvantnoj mehanici može biti [[Kvantna superpozicija|koherentna superpozicija]] oba.<ref name="nielsen2010">{{Cite book|last=Nielsen|first=Michael A.|title=Quantum Computation and Quantum Information|title-link=Quantum Computation and Quantum Information (book)|last2=Chuang|first2=Isaac L.|date=2010|publisher=[[Cambridge University Press]]|isbn=978-1-107-00217-3|page=[https://archive.org/details/quantumcomputati00niel_993/page/n46 13]}}</ref> Štaviše, dok mjerenje klasičnog bita ne bi poremetilo njegovo stanje, mjerenje kubita bi uništilo njegovu koherentnost i nepovratno poremetilo stanje superpozicije. Moguće je potpuno kodirati jedan bit u jednom kubitu. Međutim, kubit može sadržavati više informacija, npr. do dva bita koristeći [[supergusto kodiranje]].

Za sistem od ''n'' komponenti, kompletan opis njegovog stanja u klasičnoj fizici zahtijeva samo ''n'' bitova, dok u kvantnoj fizici zahtijeva 2<sup>''n''</sup> [[Kompleksan broj|kompleksnih brojeva]] (ili jednu tačku u 2<sup>''n''</sup> -dimenzionalnom [[Vektorski prostor|vektorskom prostoru]]).<ref name="shor1996">{{Cite journal|last=Shor|first=Peter|year=1997|title=Polynomial-Time Algorithms for Prime Factorization and Discrete Logarithms on a Quantum Computer∗|journal=SIAM Journal on Computing|volume=26|issue=5|pages=1484–1509|arxiv=quant-ph/9508027|bibcode=1995quant.ph..8027S|doi=10.1137/S0097539795293172}}</ref>

Čisto kubit stanje je [[Kvantna koherencija|koherentna]] [[Kvantna superpozicija|superpozicija]] osnovnih stanja. To znači da se jedan kubit može opisati [[Linearna kombinacija|linearnom kombinacijom]] <math>|0 \rangle </math> i <math>|1 \rangle </math> :

: <math>| \psi \rangle = \alpha |0 \rangle + \beta |1 \rangle </math>

[[Kvantna korekcija greške]] može se koristiti za održavanje čistoće kubita.

== Kvantna zapetljanost ==
Važna razlika između kubita i klasičnih bitova je da više kubita može pokazati [[Kvantna zapetljanost|kvantnu isprepletenost]]. Kvantna zapetljanost je [[Kvantna nelokalnost|nelokalno]] svojstvo dva ili više kubita koje omogućava skupu kubita da izrazi višu korelaciju nego što je to moguće u klasičnim sistemima.

Najjednostavniji sistem za prikaz kvantne isprepletenosti je sistem od dva kubita. Razmotrimo, na primjer, dva zapletena kubita u <math>|\Phi^+\rangle</math> [[Bellovo stanje|Bellovom stanju]]:

: <math>\frac{1}{\sqrt{2}} (|00\rangle + |11\rangle).</math>

U ovom stanju, koje se naziva ''jednaka superpozicija'', postoje jednake vjerovatnoće mjerenja bilo kojeg stanja proizvoda <math>|00\rangle</math> ili <math>|11\rangle</math>, kao <math>|1/\sqrt{2}|^2 = 1/2</math> . Drugim riječima, ne postoji način da se utvrdi da li prvi kubit ima vrijednost “0” ili “1”, a isto tako i za drugi kubit.

=== Primjene ===
Bellovo stanje <math>|\Phi^+\rangle</math>  čini dio podešavanja [[Supergusto kodiranje|algoritama supergustog kodiranja]], [[Kvantna teleportacija|kvantne teleportacije]] i zamršene [[Kvantna kriptografija|kvantne kriptografije]].

Kvantna isprepletenost također omogućava da se istovremeno djeluje na više stanja (kao što je gore spomenuto [[Stanje zvona|stanje Bella]]), za razliku od klasičnih bitova koji mogu imati samo jednu vrijednost u isto vrijeme. Preplitanje je neophodan sastojak svakog kvantnog proračuna koji se ne može efikasno izvesti na klasičnom računaru. Mnogi uspjesi kvantnog računanja i komunikacije, kao što su [[kvantna teleportacija]] i [[supergusto kodiranje]], koriste isprepletenost, što sugerira da je zapetljanost [[Računski resurs|resurs]] koji je jedinstven za kvantno računanje.<ref>{{Cite journal|last=Horodecki|first=Ryszard|displayauthors=etal|date=2009|title=Quantum entanglement|journal=Reviews of Modern Physics|volume=81|issue=2|pages=865–942|arxiv=quant-ph/0702225|bibcode=2009RvMP...81..865H|doi=10.1103/RevModPhys.81.865}}</ref> Glavna prepreka s kojom se susreće kvantno računarstvo, od 2018. godine, u svom nastojanju da nadmaši klasično digitalno računarstvo, je buka u [[Kvantna vrata|kvantnim vratima]] koja ograničava veličinu [[Kvantno kolo|kvantnih kola]] koja se mogu pouzdano izvršiti.<ref name="preskill2018">{{Cite journal|last=Preskill|first=John|date=2018|title=Quantum Computing in the NISQ era and beyond|journal=Quantum|volume=2|pages=79|arxiv=1801.00862|doi=10.22331/q-2018-08-06-79}}</ref>

== Kvantni registar ==
Broj kubita zajedno je [[Kvantni registar|qubit registar]]. [[Kvantno računarstvo|Kvantni računari]] izvode proračune manipulišući kubitima unutar registra.

== Bilješke ==
{{Spisaknapomena}}

== Reference ==
{{Refspisak}}{{Kvantne informacije}}{{Normativna kontrola}}

[[Kategorija:Jedinice za količinu podataka]]
[[Kategorija:Kvantno računanje]]
[[Kategorija:Pages with unreviewed translations]]