Qu'est-ce qu'un bit quantique (Qubit) ?

Qubit est le système de mécanique quantique à deux états. Un qubit peut stocker un 0, un 1 ou une superposition de ces états. Les qubits sont les éléments à travers lesquels fonctionnent les ordinateurs quantiques. Ceux-ci, en général, peuvent servir de bits de calcul.

Les deux opérations de base effectuées sur les qubits sont les portes quantiques et les mesures, qui doivent être appliquées avec la plus grande prudence car la moindre interférence peut détruire l’état fragile de superposition. En général, le nombre de qubits nécessaires pour mettre en œuvre un ordinateur quantique évolue de façon exponentielle avec la complexité d’un algorithme. C’est pourquoi certains problèmes peuvent être insolubles pour les ordinateurs classiques mais peuvent être facilement résolus sur un ordinateur quantique.

Dans le qubit, le spin de l’électron monte et descend en même temps. La mesure de cet état de superposition renvoie soit vers le haut, soit vers le bas avec une probabilité égale. C'est l'une des nombreuses variétés d'états de superposition quantique. Le qubit peut être utilisé comme base pour une variété d’algorithmes quantiques utiles et s’est avéré optimal pour les opérations de calcul quantique optique linéaire.

Par exemple, en seulement un dix millième de seconde, le qubit peut :

• Testez tous les mots de passe possibles en même temps.

• Effectuez une séquence arbitraire de calculs qui dépend à la fois des étapes précédentes et suivantes d'un calcul.

• Créez un parallélisme massif en effectuant simultanément des calculs dans différentes parties de l’espace.

• Créez un canal de communication sécurisé qui ne peut pas être piraté à distance en exploitant des propriétés physiques telles que la polarisation, la directionnalité et l'intrication.

Qubit démontre également les propriétés clés de l'informatique quantique : tous ses calculs sont effectués de manière non linéaire. Il est intrinsèquement probabiliste et tous ses qubits sont intriqués les uns aux autres. Ces propriétés permettent au qubit d'effectuer de nombreux calculs puissants que les ordinateurs classiques ne peuvent pas effectuer, comme la résolution de problèmes difficiles où les ordinateurs conventionnels restent bloqués sur des minimums locaux.

La différence entre les qubits et les bits

Le bit est l'unité de base des données en informatique. Un bit n'a que deux valeurs possibles, généralement notées 0 et 1, représentant les niveaux de tension bas et haut, etc. En informatique classique, un bit ne peut exister que dans un seul état à la fois.

Un qubit (bit quantique) est une unité de données utilisée en informatique quantique. Dans un ordinateur quantique, les qubits sont capables d’exister dans plusieurs états à la fois (superposition). L'utilisation de la superposition pour représenter l'information offre d'énormes avantages par rapport aux ordinateurs classiques.