Изменения

Классический компьютер состоит из элементарных ячеек – битов, двум состояниям которых приписываются значения <tex>1</tex> или <tex>0</tex>. В наборе битов (регистре) записывается и обрабатывается информация в виде двоичных чисел. Один бит имеет два базисных состояния <tex>0</tex> и <tex>1</tex>. Система из <tex>N</tex> битов имеет <tex>2N</tex> базисных состояний. В квантовом компьютере элементарными ячейками для записи информации являются квантовые биты – кубиты. Кубит – это квантовая системаПеребирая эти базисные состояния, которая, как и бит, имеет два базисных состояния можно закодировать двоичное число длиной <tex>\mid0\bigr\rangleN</tex> . Например, в системе из трех битов можно записать '''одну''' из восьми последовательностей нулей и единиц <tex>\mid 1\bigr\rangle</tex>000, 001, 011, 010, 100, 101, но в отличие от бита110, кубит может находиться в любом суперпозиционном состоянии <tex>\mid q\bigr\rangle=a\mid0\bigr\rangle+b\mid 1\bigr\rangle</tex>. Набор <tex>N111</tex> кубитов составляет квантовый регистр.

Состояния квантовой системы и их преобразования можно описать используя компактные бра/кет обозначения, введённые Дираком. Кет-векторами <tex>\mid x\bigr\rangle</tex> обозначают вектор-столбцы и обычно используют для описания квантовых состояний. Парными бра-векторами <tex>\langle y\mid</tex> обозначают сопряжение и транспонирование кет-векторов .

В квантовом компьютере элементарными ячейками для записи информации являются квантовые биты – кубиты. Кубит – это квантовая система, которая, как и бит, имеет два базисных состояния <tex>\mid0\bigr\rangle</tex> и <tex>\mid 1\bigr\rangle</tex>, но в отличие от бита, кубит может находиться в любом суперпозиционном состоянии <tex>\mid q\bigr\rangle=a\mid0\bigr\rangle+b\mid 1\bigr\rangle</tex>. Состояние кубита – "немного" (с вероятностью <tex>\left| {a^2} \right|</tex>) ложно и "немного" (с вероятностью <tex>\left| {b^2} \right|</tex> ) истинно. Набор <tex>N</tex> кубитов составляет квантовый регистр. Наиболее важным отличием кубитов от классических битов является не непрерывная природа суперпозиционных состояний, а возможность квантового перепутывания состояний в системе кубитов. В квантовой механике размерность пространства состояний системы в целом есть произведение (а не сумма) размерностей пространств состояний отдельных подсистем. Система из <tex>N</tex> кубитов имеет <tex>2^N</tex>, а не <tex>2N</tex> базисных состояний. Произвольное состояние N кубитов <tex> (a_1\mid0\bigr\rangle+b_1\mid 1\bigr\rangle)(a_2\mid0\bigr\rangle+b_2\mid 1\bigr\rangle)...(a_n\mid0\bigr\rangle+b_n\mid 1\bigr\rangle)</tex> содержит все возможные бинарные строки (комбинации из нулей и единиц) длиной <tex>N</tex>. В приведенном выше примере для <tex>N=3</tex> все <tex>8</tex> двоичных чисел могут быть закодированы в трех кубитах '''одновременно'''.