Cos'è qubit?

Un qubit, abbreviazione di "quantum bit", è l'unità di base di informazione quantistica. Contrariamente ai bit classici, i qubit possono essere in uno stato di sovrapposizione, che rappresenta l'abilità di essere contemporaneamente 0 e 1. Ciò consente ai qubit di svolgere calcoli paralleli in modo molto più efficiente rispetto ai bit classici.

Un qubit può essere implementato in diversi modi, tra cui utilizzando particelle subatomiche come elettroni o atomi. La sua rappresentazione matematica avviene attraverso la sovrapposizione di stati di base, in cui viene utilizzata la notazione di Dirac. Il qubit viene scritto come una combinazione lineare dei suoi sottostati di base, ad esempio |0⟩ e |1⟩.

La misurazione di un qubit può restituire uno dei possibili risultati (0 o 1) con una certa probabilità, che dipende dalla sovrapposizione degli stati di base. Durante la misurazione, tuttavia, la sovrapposizione collassa e il qubit si stabilizza in uno dei due stati possibili.

I qubit sono essenziali per la computazione quantistica, poiché possono essere combinati per eseguire calcoli più complessi. La loro capacità di effettuare calcoli in parallelo consente agli algoritmi quantistici di essere molto più efficienti rispetto agli algoritmi classici. Tuttavia, i qubit sono anche sensibili all'entanglement, un fenomeno che collega i qubit tra loro in modo che lo stato di uno influenzi istantaneamente lo stato dell'altro.

La ricerca nell'ambito dei qubit è in corso e il loro sviluppo è fondamentale per la realizzazione di computer quantistici sempre più potenti e per l'avanzamento di diverse applicazioni, come la crittografia quantistica e l'ottimizzazione dei problemi complessi.