Superposição e Entrelaçamento

Superposição

Uma das propriedades que diferencia um qubit de um bit clássico é que ele pode estar em superposição. A superposição é um dos princípios fundamentais da mecânica quântica. Na física clássica, uma onda que descreve um tom musical pode ser vista como várias ondas com frequências diferentes que são somadas e superpostas. Da mesma forma, um estado quântico em superposição pode ser visto como uma combinação linear de outros estados quânticos distintos. Esse estado quântico em superposição forma um novo estado quântico válido. A superposição quântica é fundamentalmente diferente da superposição de ondas clássicas. Um computador quântico que consiste em nqubits podem existir em uma superposição de 2n estados ∣000...0⟩ para ∣111...1⟩. Em contraste, jogar nsons musicais com todas as frequências diferentes, só podem dar uma superposição de nfrequências. Adicionando ondas clássicas, escalas lineares, onde a superposição de estados quânticos é exponencial.

Entrelaçamento

Um dos outros fenômenos contra intuitivos na física quântica é o emaranhamento. Um par ou grupo de partículas está emaranhado quando o estado quântico de cada partícula não pode ser descrito independentemente do estado quântico da(s) outra() partícula(s). O estado quântico do sistema como um todo pode ser descrito; ele está em um estado definido, embora as partes do sistema não estejam. Quando dois qubits estão emaranhados, existe uma conexão especial entre eles. O emaranhamento ficará claro a partir dos resultados das medições. O resultado das medições nos qubits individuais pode ser 0 ou 1. No entanto, o resultado da medição em um qubit sempre estará correlacionado com a medição no outro qubit. Isso sempre acontece, mesmo que as partículas estejam separadas umas das outras por uma grande distância. Por exemplo, duas partículas são criadas de tal forma que o spin total do sistema é zero. Se o spin de uma das partículas for medido em um determinado eixo e for verificado que está no sentido anti-horário, então é garantido que uma medição do spin da outra partícula (ao longo do mesmo eixo) mostrará que o spin está no sentido horário.