量子ビットのソースを表示

{{出典の明記|date=2017年5月}}
{{Expand Spanish|Cúbit|date=2022年5月}}
'''量子ビット'''（りょうしビット、quantum bit, Qbit）は、[[:en:Benjamin Schumacher|シューマッハ]]により[[量子情報]]の最小単位として導入されたが<ref name="schumacher1995">
{{cite journal |author=Schumacher |first=B. |author-link=:en:Benjamin Schumacher |year=1995 |title=Quantum coding |journal=[[Physical Review A]] |volume=51 |issue=4 |pages=2738–2747 |bibcode=1995PhRvA..51.2738S |doi=10.1103/PhysRevA.51.2738 |pmid=9911903}}</ref>、量子情報と古典情報は比較可能な量であり（シューマッハ自身も比較している）両者は同じ単位（[[ビット]]や[[:en:nat_(unit)|ナット]]）を持たなければならず、量子ビットは量子情報の単位ではない<ref name="ohta2024">
{{cite journal |author=Ohta |first=M. |author-link=太田昌孝_(情報科学者) |year=2024 |title=A bit Not As A Unit of Information - A Qubit Is Not A Unit of Quantum Information |journal=[[International Journal of Advanced Networking and Applications]] |volume=16 |issue=3 |pages=6388-6389 |doi=10.35444/IJANA.2024.16303}}</ref>。

ビットは、情報量の単位であるだけでなく、コンピューティングでの二値ストレージやデジタル通信における二値シンボルのことも意味し、量子ビットは後者の意味でのビット、つまり量子二値ストレージや量子二値シンボルを意味する<ref name="ohta2024"></ref>。bitはbinary digitの[[カバン語]]であるがわざわざbinary digitと書くことはあまりないのと同様、量子ビットも、quantum bit と書くよりは '''qubit'''（キュービット・キュビット・クビットなど）と書くことが多い。また、古典的な（非量子的な）ビットを明示する場合、古典ビット (classical bit, Cbit) などと書くことがある。

量子情報処理において Qubit の状態は[[2状態系|量子力学的2準位系]]の[[状態ベクトル]]で表現される。古典ビットは2状態である（以下ではその2つの状態をそれぞれ、0 と 1 とする）。それに対して量子ビットは、そのような2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、<math>\alpha |0\rangle + \beta |1\rangle</math>と表現される。ここで、<math>\alpha, \beta</math>は<math>|\alpha|^2 + |\beta|^2 = 1</math>の関係を満たす[[複素数]]である。これを観測した際、状態<math>|0\rangle</math>を得る確率は<math>|\alpha|^2</math>であり、状態<math>|1\rangle</math>を得る確率は<math>|\beta|^2</math>である。同じ記法で古典ビットを表現すると、<math>\alpha, \beta</math>は、どちらかが0で、もう一方が1である。

つまり、ビットは0と1の状態しかとれないことに対して量子ビットは0と1と、その重ね合わせの状態を取れるということである。

== 脚注 ==
{{Reflist}}

== 関連項目 ==
* [[量子力学]] 
** [[2状態系]]
* [[情報理論]]
* [[量子コンピュータ]]

== 外部リンク ==
* {{Kotobank}}

{{量子コンピュータ}}

{{sci-stub}}

{{Normdaten}}
{{DEFAULTSORT:りようしひと}}
[[Category:量子力学]]
[[Category:量子情報科学]]
[[Category:情報の単位]]