量子ビット

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量子ビット(りょうしビット、: quantum bit)とは、量子情報の最小単位のことである。キュービットキュビットクビット: qubit)、Qビット: Qbit)ともいう。それに対して、従来のコンピュータのビットの事を古典ビット(: classical bit)やCビット(: Cbit)という。

量子情報では、従来の情報の取扱量の最小単位であるビットの代わりに、情報を量子力学的2準位系の状態ベクトルで表現する。

古典ビットは0か1かのどちらかの状態しかとることができないが、量子ビットは、0と1だけでなく0と1の状態の量子力学的重ね合わせ状態もとることができる。ブラ-ケット記法では、1量子ビットは、\alpha |0\rangle + \beta |1\rangleと表現される。ここで、\alpha, \beta|\alpha|^2 + |\beta|^2 = 1の関係を満たす複素数である。これを観測した際に、状態|0\rangleを得る確率は|\alpha|^2であり、状態|1\rangleを得る確率は|\beta|^2である。同じ記法で古典ビットを表現すると、\alpha, \betaは、どちらかが0で、もう一方が1である。

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