Qubit의 정의

고전 컴퓨터에서는 정보의 한 단위를 bit라고 부르며, bit는 0또는 1일 수 있습니다.

 

qubit은 양자 컴퓨터에서 하나의 정보 단위를 의미하고, 0과 1의 중첩에 있다는 점에서 고전 컴퓨터랑 다릅니다.

이러한 중첩은 양자 물체(전자 또는 photon)가 파동과 입자의 성질을 보이기 때문입니다.

 

큐비트를 표현하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 

수학 용어의 맥락에서 Qubit는 Dirac 표기법(bra-ket 표기법)으로 표현될 수 있습니다.

브라켓(Bra-ket)은 qubit의 상태를 vector 형태로 표현한 것이며, 행 vector와 열 vector로 나누어집니다.

기본적으로는 ket 표기법(열 벡터 형식으로 표현)이 사용됩니다.

 

$$ \left | \psi \right > = a \left | 0 \right > + b \left | 1 \right > $$

 

편의상 qubit를 전자로 간주할 수 있습니다. 전자의 특성 중 하나는 스핀(고유 각운동량)입니다.

전자는 스핀 방향이 up 혹은 down으로 나뉠 수 있으며, up이 0이며 down이 1로 볼 수 있습니다.

또한 전자는 up과 down 상태가 중첩될 수 있으며, 이 원리는 전자를 qubit로 사용하는 중요한 이유가 되었습니다.

그릠 1. Qubit이 up이므로, 0의 값을 가진다.

 

그림 2. Qubit이 down이므로, 1의 값을 가짐

 

 

여기서 qubit의 vector의 길이는 1이며, 단위 vector와 같은 값을 가지고 있습니다.