În criptografia cuantică, de ce un qubit poate fi atât 0, cât și 1 în același timp?

Textele de mai jos sunt dintr-un tutorial și scrie (în format aldine de mai jos) un qubit poate fi atât 0, cât și 1 în același timp. Mi se pare foarte ciudat, poți te rog să explici de ce?

Criptografia cuantică utilizează fizica fotonilor (energia luminii conform formulei E = hf) şi proprietăţile lor cuantice fizice la produce un sistem de criptare practic indestructibil. Acest lucru ajută la protejarea securitatea datelor transmise prin cabluri de fibră optică. Fotonii oscilează în diverse direcții și produc o secvență aleatorie biți (0 și 1) în rețeaua optică. Trimiterea cheilor de criptare într-o rețea folosește criptografia cuantică â a Protocolul de distribuție a cheilor cuantice (QKD) (unul dintre cele mai comune este BB84). QKD folosește mecanica cuantică pentru a facilita transmiterea sigură a chei de criptare. Mecanica cuantică folosește un qubit (bit cuantic) ca unitatea de bază a datelor cuantice. Spre deosebire de binarul normal (care folosește 0uri discrete și 1s), starea unui qubit poate fi 0 sau 1, dar poate fi și 0 și 1 simultan. Figura 17.5 prezintă o reprezentare a unui foton și cum a fotonul poate fi afectat de unul dintre cele patru tipuri de filtru polarizant.

În plus, dacă unii dintre voi au învățat vreodată informatica de nivel A, vă rugăm să ne recomandați pentru cărți și exerciții de informatică de nivel A?

âAtât 0, cât și 1 simultanâ este a minciuna copiilor: este o simplificare menită să fie inteligibilă și nu pe deplin exactă. Nu este unul foarte bun. O modalitate mai bună de a-l prezenta este că un qubit este parțial 0 și parțial 1. Nu este un singur număr, este o funcție care ia valori între 0 și 1.

Cât despre De ce⦠este fizica.Fizica clasică spune că o particulă se află într-o anumită locație la un anumit moment. Acest lucru funcționează foarte bine atunci când doriți să calculați traiectoria unei planete într-un sistem solar. Nu funcționează când doriți să calculați traiectoria unei particule subatomice. Se pare că un model mai bun de fizică este că o particulă are o densitate de prezență: este peste tot universul, dar aproape toată este concentrată într-o zonă mică. În mod similar, polarizarea unui foton nu este doar o direcție, ci o densitate (care este mai mult sau mai puțin aceeași cu o distribuție de probabilitate): există o anumită proporție a acesteia în fiecare direcție. Și aceasta este încă o minciună pentru copii – mai precis, densitatea este un număr complex.

Obținerea rezultatelor de la un computer cuantic implică însumarea funcțiilor de densitate ale multor qubiți. Este un fel de a adăuga $n$ numere între $0$ și $1$ și obținerea unui rezultat concludent dacă suma este fie aproape de $0$ sau aproape de $n$, cu excepția matematicii mai complexe.

Lectură recomandată: âDiscursulâ de Scott Aaronson și Zach Weinersmith