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¿Qué es un QBit explicado lo más sencillamente posible?

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Aprendiendo a Aprender

Un qubit es cualquier posible estado físico de un sistema cuántico sobre el que es posible medir una cantidad que sólo puede tomar valores binarios. Es decir, tras medir cierta magnitud sobre dicho sistema (en principio la única medida relevante) sólo podemos obtener dos valores posibles: A o B que llamaremos por convención A=|0A=|0⟩ y B=|1B=|1⟩ (ese nombre es arbitrario).

Por las reglas de la mecánica cuántica (esto sería largo de explicar de manera completa), cualquier estado físico o qubit |ψ|ψ⟩ de un sistema así se puede representar como una combinación lineal con números complejos de la forma:

|ψ=cosθ2 |0+eiϕsinθ2 |1|ψ⟩=cos⁡θ2 |0⟩+eiϕsin⁡θ2 |1⟩

Es decir, que cualquier estado físico o qubit de ese sistema peculiar que permite definir los qubits viene especificado por dos números reales (θ,ϕ)(θ,ϕ) que por la combinación en la que aparecen pueden considerarse las coordenadas angulares sobre una esfera, llamada esfera de Bloch:

El asunto con la computación cuántica es que puedes someter a un estado así a diversas operaciones físicas, cosa que cambiará los números (θ,ϕ)(θ,ϕ), puedes combinar ese estado con otros estados similares (formando un sistema más grande), etc. Pero cuando, tras hacer manipulaciones físicas varias, intentes medir el estado final volverás a encontrar los valores |0|0⟩ o |1|1⟩ (qubit al ser medido u observado "colapsa" en un bit ordinario).

Ver por qué esas posibilidades aumentan la capacidad de computación es complicado si no explicamos otros conceptos involucrados, aunque para clarificar un poco más el volumen de información pensemos que la información expresable con dos números reales (θ,ϕ)(θ,ϕ) es mucho mayor que la expresable con dos números naturales {0,1}{0,1}.

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